Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02B75/16 

ел С

Двигатель состоит из неразъемного корпуса с размещенным в нем кривошипным валом с консольным кривошипом. Материал корпуса - легкий сплав с коэффициентом линейного расширения, большим чем у коренной шейки вала, а температура в зоне опор качения ниже за счет обдува поверхности воздухом на входе в систему охлаждения. Монтажный зазор в опорах выбирается гайкой, навинченной на вал в упор во внутреннее кольцо подшипника. Перекос осей кривошипа и вала компенсируется за счет сопряжения наружного кольца кривошип- но-шатунного подшипника и стебля шатуна, либо введением слоя эластичного материала между наружной поверхностью внешнего кольца шатунно-поршневого подшипника и внутренней поверхностью посадочного гнезда под это кольцо в стебле шатуна, либо за счет податливости посадки внешнего кольца шатунно-кривошипного подшипника, характеризующейся отношением длины посадки к его диаметру не более 0,25. Кривошипная камера закрыта корпусом механизма вспомогательных приводов. 5 з.п. ф-лы. 4 ил.

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано в двигателях преимущественно малого литража и небольшой мощности, предназначенных . для передвижной энергетики, привода мотокультиваторов, мотоблоков и других средств малой механизации.

Цель изобретения -улучшение массога- баритных показателей двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя, на фиг. 2 - поперечный разрез двигателя, на фиг. 3 и фиг. 4 - нижняя головка шатуна.

Двигатель состоит из корпуса 1, к которому крепится цилиндр 2 с головкой цилиндра 3. В корпусе 1 перпендикулярно к оси цилиндра 2 размещен кривошипный вал 4 с

консольным кривошипом 5. Внутренние кольца опор качения 6 и 7 кривошипного вала 4 подтянуты друг к другу гайкой 8 через отгибную стопорную шайбу 9 для устранения монтажных зазоров. Герметизация кривошипной полости и полости задней опоры качения 7 обеспечивается манжетами 10 и 11. В зоне выхода хвостовика кривошипного вала 4 корпус 1 закрыт крышкой 12, в которой и установлена манжета 11. Крышка 12 одновременно является посадочным местом для основания 13 маховичного магнето. На хвостовик кривошипного вала 4 установлен маховик 14 с магнитами 15. Основание связано с коммутатором (на фиг, не показан), а коммутатор связан с катушкой зажигания 16, установленной на свече 17. На маховике 14 выполнена проточка, на кото00

СЬ 00

ч

О

рую соосно с валом установлена полумуфта 18 и закреплена на стенке маховика винтами 19. С противоположной стороны маховика 14 установлена крыльчатка вентилятора 20 и болтами закреплена к отбортовке махо- вика. Заборная часть входного отверстия вентилятора системы охлаждения обращена к цилиндру 2, а внутренними стенками входного отверстия является наружная поверхность корпуса 1 в непосредственной близости у наружных колец опор качения 6 и 7. Отверстие в корпусе 1, через которое монтируется кривошипный вал, имеет диаметр, не только обеспечивающий беспрепятственный монтаж кривошипного вала, но и позволяющий формировать внутренние полости корпуса бесстержневым способом при изготовлении корпуса литьем под давлением.

Механизм вспомогательных приводов в приведенном варианте включает в себя механизм шнурового пуска и регулятор частоты вращения. Механизм шнурового пуска включает в себя корпус 21, герметично закрывающий полость кривошипной камеры со стороны, противоположной кривошипу, крышку 22, вал 23, поводок 24 через шлицы и стопорное кольцо связанный с одним концом вала 23 и через отверстие с консольным кривошипом 5; на другом конце вала 23 ус- тановлены грузы, оси, фиксаторы, толкатель и рычаг регулятора частоты вращения (на фигурах не обозначены), а также кулачки 25 механизма свободного хода пускового устройства и оси этих кулачков 26. Барабан 27 установлен на центральной части корпуса 21, своей ступицей связан с возвратной пружиной 28, имеет ручей для укладки пускового шнура 29 и юбку, внутренняя поверхность которой выполненна в виде храповика, взаимодействующего с кулачками 25 механизма свободного хода, а наружная - взаимодействует с рабочей кромкой уплотнительной манжеты 30, запрессованной в крышку 22 и изолирующей полость смазки регулятора частоты вращения и механизма свободного хода в совокупности с уплотнительным кольцом 31, выполняющим одновременно роль одной опоры вала 23. Другая опора 32 вала 23 установлена в кор- пус21. Регулировочная пружина регулятора частоты вращегния установлена снаружи механизма вспомогательных приводов и не показанная на фигурах так же, как и не показаны рычаги и тяги управления системой питания.

Шатун двигателя состоит, как минимум, из двух частей: стебля 33 и втулки 34, сочлененной со стеблем таким образом, чтобы непараллельность оси консольного кривошипа 5 относительно оси кривошипного вала 4 могла компенсироваться либо за счет уменьшения длины посадочной поверхности S до 0,25 и менее относительно величи- ны посадочного диаметра D, либо введением в промежуток между втулкой и стеблем шатуна слоя эластичного материала 35, который при возникновении непараллельности будет деформироваться, при этом, в обоих случаях уменьшится неравномерность нагрузки на ролики 49 по длине их, что улучшит их работоспособность при прочих равных условиях.

Корпус воздухоочистителя 36 установлен над цилиндром, карбюратор 37 расположен во внутренней полости корпуса воздухоочистителя, фильтрующие элементы 38 - на его боковых поверхностях, часть боковых поверхностей корпуса воздухоочистителя 36 снаружи использована для размещения на них элементов системы управления.

Корпус воздухоочистителя сверху закрыт крышкой 39, сквозь которую введен наружу утолитель поплавка 40; к крышке 39 с внутренней стороны приклеен слой пористого уплотнительного материала 41, который способствует уменьшению шума, возникающего на впуске. Бак 42 расположен над двигателем в непосредственной близости от корпуса воздухоочистителя и через кран - отстойник 43 соединительным трубопроводом 44 связан с карбюратором 37. Все органы управления карбюратором и трубопровод 44 при входе внутрь корпуса воздухоочистителя 36 уплотнены.

Заслонки 47, регулирующие подачу воздуха в оребренную зону цилиндра и головки, размещены во вставке 48, заполняющей технологический проем в корпусе 1, необходимый для получения заготовки корпуса бесстержневым методом - отливкой под давлением из легкого сплава. Внутренняя поверхность вставки 48 является частью воздуховода и улитки вентилятора. Регулировка положения заслонок может быть как ручной ступенчатой посезонной, так и автоматической с приводом отдатчика температуры цилиндра (на фигурах не показан).

Диапазон применения по литражу и мощности предложенной упрощенной конструкции двигателя ограничивается несущей способностью кривошипного и поршневого подшипников, которая, в свою очередь; зависит от жесткости консольного кривошипа и стабильности положения оси кривошипного вала во всем диапазоне рабочих температур корпуса 1 и кривошипного вала 4. Для создания условий стабилизации оси кривошипного вала корпус 1 выполнен из легкого сплава с коэффициентом линейного расширения больше, чем у кривошипного вала 4, а средняя температура его за счет того, что теплопоток направлен от центра полости опор к периферии, а последняя обдувается поступающим на вход в вентилятор воздухом, ниже, чем у кривошипного вала 4, Для полной стабилизации положения оси кривошипного вала должно быть выполнено условие:

ATi чп -L АТ2-052 -L 4Дг

где ATi - приращение температуры вала; АТ2 - приращение температуры корпуса;

«1 - коэффициент линейного расширения вала;

О2 - коэффициент линейного расширения корпуса;

L - расстояние между опорами по при- валочным поверхностям подшипников опор качения вала;

А г - суммарный радиальный зазор/натяг от термических деформаций в обоих ра- диально-упорных подшипниках опор качения (при натяге величина Дг-отрица- тельная)

/ - угол наклона роликов в опорах качения.

Очевидно, идеальное выполнение указанного условия на всех режимах в реальных механизмах невозможно. Однако следует учитывать, что если левая половина больше правой, то установочный зазор (осевая игра подшипникового узла) увеличится, а если меньше, то уменьшится. На практике, при доводке двигателя, разницей температурTf иТ при необходимости можно управлять - либо нанесением теплозащитного слоя на поверхность корпуса в зоне опор, либо увеличением оребрения ее.

При запуске двигателя механизм шнурового пуска через вал 23 и поводок 24 передает пусковой момент кривошипному валу 4 через палец 5. После запуска крутящий момент будет передаваться в обратном направлении для привода регулятора частоты вращения установленного на конце вала 23. При нагреве корпуса 1, подшипников б и 7 и кривошипного вала 4 двигателя в процессе работы за счет того, что температура корпуса обдуваемого снаружи воздухом, поступающим в вентилятор ниже, чем температура кривошипного вала 4, а коэффициент линейного расширения материала корпуса больше чем материала кривошипного вала 4. Установочное положение подшипников 6 и 7 не будет претерпевать значительных из

менений во всем диапазоне рабочих температур двигателя. Непараллельность оси консольного кривошипа 5 относительно оси кривошипного вала 4 и оси втулки шатуна

5 34, возникающая и повторяющаяся в процессе каждого оборота двигателя, будет компенсироваться циклическим смещением втулки 34 (в пределах податливости сопряжения) относительно стебля шатуна 33, вы0 зываемым некоторым перераспределением нагрузки по длине ролика 49.

Использование предлагаемого решения позволит существенно снизить трудоемкость изготовления двигателя и его массу

5 за счет расширения области применения рассматриваемой схемы двигателя в зону большего литража и удельной мощности. Формула изобретения

5 подшипников качения установлена коренная шейка, а в отверстии большего диаметра кольцевая крышка с осевым отверстием, в котором расположена ось, причем на одном конце оси установлен пусковой меха0 низм, а другой ее конец связан при помощи поводка с шатунной шейкой.

0 шейки вала является внутренней стенкой воздушного канала.

5. Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что прослойка выполнена в виде по меньшей мере одного кольца, установленного в проточке отверстия.