Кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания с продолженным расширением Советский патент 1982 года по МПК F02B41/04 

(54) КРИВОШНПНОЧиАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ПРОДОЛЖЕННЫМ РАСШИРЕНИЕМ

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к KOHCTpyK-j циям кривошипно-шатунных механизмов двигателей с продолженным расширением.1

Известен кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания, содержащий шатун, связанный с поршнем, размещенным в цилиндре двигателя, два коленчатых вала: быстроходный и тихоходный, связанные зубчатой передачей, причем частота вращения быстроходного вала вдвое больше частоты вращения тихоходного, и рычаги, связанныес об.оими валами и шатуном при помощи шарнирных соединений 1.

Недостатком известного кривошипно -шатунного механизма является невозможность его форсирования по частоте Вращения валов.

Цель изобретения - обеспечение возможности форсирования двигателя по частоте вращения валов.

Поставленная цель достигается тем, что коленчатые валы смещены относительно оси цилиндра и быстроходный вал расположен над тихоходным, а рычаг, связанный с тихоходным валом, соединен с шатуном через

рычаг быстроходного вала, причем центры шарнирных соединений последнего рычага с шатуном, рычагом тихоходного вала и быстроходным валом образуют треугольник.

На фиг. 1 изображен предлагаемый механизм, общий вид; на фиг. 2 - положение звеньев механизма в различных точках цикла (а, б, в, г); на

10 фиг. 3 - зубчатая передача между быстроходным и тихоходным валамиjна фиг. 4 - график перемещения поршня в зависимости от угла поворота кривошипа быстроходного вала.

15

Кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания с продолженным расширением содержит шатун 1, связанный с поршнем 2 двигателя, быстроходный коленчатый вал 3 и тихоходный коленчатый вал 4, расположенный один над другим со смещением относительно оси поршня 2, рычаг 5, шарнирно соединенный с шатуном 1 и быстроходным валом 3, и рычаг 6, шарнирно соединенный с рычагом 5 и тихоходным валом 4. Центры шарнирных соединений рычага 5 с шатуном 1, рычагом 6 и быстроходным валом 3 образуют треугольник. .

Быстроходный и тихоходный валы 3 и 4 связаны зубчатой передачей, которая содержит шестерню 7, установленную на тихоходном валу 4, шестерню 8 со встроенным в нее планетарным редуктором 9,.установленную на быстроходном валу З Йланетарный редуктор 9 содержит зубчатый венец внутреннего-зацепления шестерни 8, центральную шестерню 10, жестко связанную с быстроходным валом 3, и шестерни-сателлиты 11, установленные на водиле 12. Водило 12 заторможено. При соотношении числа зубьев зубчатого венца внешнего зацепления шестерни 8 и шестерни 7, равным 1, и зубчатого венца внутреннего зацепления шестерни 8 к центральной шестерне 10, равнглм 2, быстроходный вал 3 имеет частоту вращения, вдвое большую частоты вращения тихоходного вала 4. При этом обеспечивается вращение валов 3 и 4 в одном направлени

При работе двигателя быстроходный вал 3 вращается вдвое быстрее тихо.ходного вала 4, чем обеспечивается различное взаимное положение звеньев механизма и различное положение поршня 2 в цилиндре в момент прохождения им нижней мертвой точки (НМТ), т.е. изменение величины хода поршня в зависимости от такта.

На фиг. 2 изображено положение поршня в мертвых точках в зависимост от такта рабочего процесса Двигателя а - ВМТ поршня в конце выпуска - на;чалё впуска.; б - ВМТ поршня при впуске;-в - НМТ поршня при сжатии заряда; г - НМТ поршня при рабочем ходе;где w - частота вращения вала;

1ig,ifj - величина надпоршневого пространства при выпуске;

- величина надпоршневого

пространства при сжатии;

SBH ОД поршня при впуске;

Spy - рабочий ход поршня. Из графика перемещения поршня (фиг. 4) видно, что кривошипно-шатунный механизм осуществляет неравномерное .распределение величин углов поворота коленчатых валов, приходящихся на различные такты цикла, таким образом, что снижает среднюю скЬрост

11Оршня во время рабочего хода и, следовательно, позволяет форсировать двигатель по частоте вращения валов. Таким образом, предлагаемый кри-. вошипно-шатунный механизм обеспечивает различную величину ходов поршня в зависимости от такта рабочего цикла двигателя при небольших его габаритах и, следовательно, двигателя. Кроме этого, предлагае1Ф1й механизм позволяет снизить среднюю скорость удлиненного рабочего хода поршня и, следовательно, форсировать двигатель по частоте вращения валов за счет увеличения угла поворота коленчатых валов, приходящихся на этот такт цикла, а также позволяет обеспечить задержку поршня в ВМТ благодаря треугольному расположению центров шарнирных соединений на рычаге 5, что увеличивает мягкость работы двигате- ля.

Формула изобретения

Кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания с продолжен.ным расширейием,содержащий шатун,связанный с поршнем,размещенным в цилиндре двигателя, два коленчатых вала: быстроходный и тихоходный, связанные зубчатой передач.ей, причем частота вращения быстроходного вала вдвое больше частоты вращения тихоходного, и рычаги, связанные с обоими валами и шатуном при помощи шарнирных соединений, отличаюгц и и с я тем,что,с целью обеспечения возможности форсирования двигателя по частоте вращения валов, коленчатые валы смещены относительно оси цилиндра и быстроходный вал расположен над тихоходным, а рычаг, связанный с тихоходным валом, соединен с шатуном через рычаг быстроходного вала, причем центры шарнирных соединений последнего рычага с шатуном, рычагом тихоходного вала и.быстроходным валом образуют треугольник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

«

.