Главный шатун звездообразногодвигателя Советский патент 1976 года по МПК F16C7/00 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при конструировании шатунов поршневых двигателей.

Известен шатун звездообразного двигателя, содержаший стержень и головку.

Такая конструкция шатуна не позволяет регулировать его динамические нагрузки. .

С целью снижения динамических нагрузок описываемый шатун снабжен противовесом, установленным на стержне с возможностью перемещения, при этом масса и координаты центра противовеса определены равенством

Off г г.

- -Lri-a - Is О/

где G - приведенный вес главного шатуна; /S - момент инерции шатуна; g - ускорение силы тяжести;

LI - расстояние от центра тяжести до оси

поршневой головки; LZ - расстояние от центра тяжести до оси

кривошипной головки.

На фиг. 1 изображен .шатун с противовесом; на фиг. 2 - схема воздействия сил на шатун.

На фиг. 1 - центробежная сила инерции массы шатуна, отнесенной к оси цапфы кривошипа(1)

- сила инерции массы шатуна, отнесенной к оси поршневого пальца(2)

//2

Яь - (MLiLz-/s) -р- - момент пары

at

СИЛ инерции шатуна(3)

со - частота враш;ения коленчатого вала;

rf3 -угловое ускорение шатуна;

R - радиус кривошипа;

/ - ускорение поступательно движуш,ихся частей шатуна.

В существуюш,их методиках расчета, как правило, пренебрегают влиянием момента П, норм сил инерции, полагая его малым. Такое допуш.ение справедливо для большинства существуюш.их конструкций шатунов. Однако для шатунов ряда двигателей нагрузка, создаваемая моментом Яьд составляет 30-50% от основных нагрузок. Таким образом суммарные напряжения в главном шатуне оказываются близкими к предельно допустимым, а запасы прочности минимальными. Принимая во внимание, что момент инерции шатунов звездообразного двигателя относительно центра тяжести выражен зависимостью /s 0,13 - Z,j, и

рассматривая данную зависимость совместно с уравнением (3), можно получить условие

равенства нулю момента Яь. При выполнении условия Li 0,89L, где L - длина главного шатуна, шатун звездообразного двигателя будет разгружен от действия момента пары сил инерции. Для реализации этого условия на стержень шатуна 1 в районе поршневой головки шатуна 2 устанавливают противовес 3 (фиг. I).

Координаты центра тяжести противовеса и его масса М выбираются таким образом, чтобы выполнялось условие ,89L. Противовес может быть предусмотрен в ходе механической обработки или закреплен на стержне шатуна иным способом. При установке противовеса смещается центр тяжести шатуна. При выполнении условия Li 0,89L или при расположении центра тяжести шатуна вблизи этой точки величина момента Яъ сил инерции приведенного шатуна будет равна или близка к 0. Следствием этого является равенство нулю или уменьшение силы реакции от момента Яь приложенной к оси поршневого пальца Л и создаюш;ей изгибаюш,ий момент в стержне главного шатуна.

Таким образом, благодаря введению противовеса, шатун будет разгружен от изгибаюш;его действия момента сил инерции. Уменьшение силы реакции, приложенной к оси поршневого пальца, одновременно снижает уровень суммарной нормальной силы, улучшая таким образом условия работы поршня.

Формула изобретения

Главный шатун звездообразного двигателя, содержащий стержень и головку, отличающийся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок, он снабжен противовесом, установленным на стержне с возможностью перемещения, при этом масса и координаты центра тяжести противовеса определены равенством

(Z,.Z,-/,)sO,

где G - приведенный вес главного шатуна; /S - момент инерции шатуна; g - ускорение силы тяжести; Li - расстояние от центра тяжести до оси

поршневой головки;

LZ - расстояние от центра тяжести до оси кривошипной головки.

-.

N

L/8.2