CS252926B1 - Vložka válců pístového stroje - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je vytvoření jednoduchého tvaru vnějšího pláště vložky válců umožňujícího dosažení vysokých hodnot vzpěrne pevnosti při zachování relativně krátké zástavbové délky pístového stroje. Uvedeného cílevje dosazeno tím způsobem, že vnější plášt je alespoň v části svěrné délky tvořen válcem o podstavě ve tvaru uzavřené cykloidní křivky, která má minimálně dva vrcholy. Cykloidní křivka může být tvořena prodlouženou nebo zkrácenou hypocykloidou, případně prodlouženou pericykloidou nebo zkrácenou epicykloidou.

Description

Předmětem vynálezu je tvarování vnějšího pláště vložky válců pístového stroje zejména spalovacího motoru, které umožňuje, při zachování charakteru povrchového opracování a minimu kritických rozměrů, zvětšení vzpěrné tuhosti vložky·

Dosud známé konstrukce vložek válců pístových strojů jsou vytvořeny buí jako tenkostěnné, soustružené vložky s konstantní tloušťkou stěny podél celého obvodu nebo jako silnostěnné vložky se sraženými paralelními rovinami, vytvořenými například vnějším protahováním a orientovanými tak, aby nejmenší tloušťka stěny vložky válců ležela ve směru podélné osy klikového hřídele pístového stroje. Tato technická tendence je diktována snahou po minimální délkové zástavbě motorů, používaných u osobních automobilů s příčně uloženým hnacím agregátem a předním pohonem. Nevýhodou uvedených konstrukcí je relativně malá vzpěr ná tuhost vložek válců v předepnutém šroubovém spoji s hlavou, těsněním válců a s částí bloku, což se projevuje v citlivosti na vyladění spoje, zejména pak na volbu druhu těsnění hlavy a přesahu vložek válců. U silnoatěnného provedení vložek válců dochází pak k neodůvodněnému zvýšení hmotnosti a výrobních nákladů vzhledem k nutnosti použití dodatečně technologie protahování.

Uvedené nevýhody dosud známých konstrukcí jsou odstraněny vložkou válců pístového stroje vzpíranou evěrným spojením mezi hlavou válce a blokem, tím způsobem, že její vnější plášť je alespoň v části délky tvořen válcem o podstavě ve tvaru uzavřené cykloidní křivky, která má minimálně dva vrcholy. Cykloidní křivka může být tvořena prodlouženou nebo zkrácenou hypocykloidou, případně prodlouženou pericykloidou nebo zkrácenou epicykloidou.

Při použití pláště vložky válců pístového stroje tvarovat něho jako válec s podstavou tvořenou uzavřenou cykloidní křivkou s minimálně dvěma vrcholy dojde k vytvoření zesílených, vzpěrově odolnýeh zón ve vzpírané části vložky, které zvyšují necitlivost deformací vývrtu vložky na síle předpětí ve šroubovém spojení bloku s hlavou a na druhu použitého těsnění hlavy, při zachováni krátké zástavbové délky motoru. Další výhody této konstrukce spočívají ve zvětšení povrchové plochy vložky

252 926 vélců pro sdílení tepla do chladicí kapaliny v porovnáni s klasickou válcovou vložkou a v možnosti jednoduchého povrchového opracování vložky soustružením za použití vhodného kinematického upevňovacího přípravku.

Příklad provedení vložky válce pístového stroje podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje podélný osový řez vložkou válce, vedený podél lomené rovi ny A-A znázorněné na obr. 2, obr. 2 představuje příčný řez vložkou válce, vedený podél roviny B-B, znázorněné na obr. 1, obr. 3 představuje schéma jednoho z možných způsobů kinematického soustružení pláště vložky válců.

Vložka 1 válců, znázorněná na obr. 1 je opatřena uvnitř válcovým vývrtem £ o průměru D a odstupňovaným vnějším pláštěm. Vzpěrná délka L vložky 1 válců zahrnuje spodní 2 a horní 10 dosédací část vložky válcového vnějšího tvaru a zbytek je tvořen dutým válcem 2 s vnějším pláštěm 3· Plocha vnějšího pláště 3 je definována sítí přímek, rovnoběžných s podélnou osou válce, jejichž průnik s kolmou rovinou vytváří uzavřenou cykloidu, která je orientována tak, aby minimální tloušťka t stěny vložky 1 válců ležela v rovině procházející podélnými osami jednotlivých válců. Na obr. 2 je teto cykloida definovaná jako množina bodů W o souřadnicích x a vzhledem^: osám symetrie tvaru. S ohledem na schéma kinematického soustružení pláště, znázorněném na obr. 3 jde v tomto případě o prodlouženou hypocykloidu, kde obráběný kus je soustředně spojen s kolem _6 s vnitřním ozubením, po kterém se odvaluje kolo χ s vnějším ozubením s poměrem poloměrů valení 4x3» přičemž břit nože 2 zachovává konstantní vzdálenost u od středu kola χ. Obě kola jsou udržována v záběru excentrem 8 o excentricitě e.. Otáčením obrobku ve směru šipky dochází k vytvoření vnějšího pláště 3 tvaru trochoidy. Z teorie kinematiky je známo, že totožného tvaru lze docílit i jiným schématem s odlišnými poloměry valících kružnic ozubení. Množina bodů W je pak Dopsána rovnicí:

x = e.sin + u.sin 77 y = -e.cos + u.cos

N-l

252 926 kde x, y ..... jsou souřadnice bodu W vůči osám symetrie/ e ..... excentricita, u ..... vzdálenost břitu nože od středu kola s vnějším ozubením ,

N ···.· počet sekcí trochoidního tvaru/

..... úhlový parametr v nekonečném intervalu.

Obdobně může být uzavřená cykloidní křivka tvořená zkrácenou hypocykloidou, jež vznikne jako trajektorie bodu, nacházejícího se uvnitř valivé kružnice, se kterou je pevně spojen a jež má poloměr a která se odvaluje uvnitř pevné kružnice o poloměru r₂, přičemž platí vztah:

kde N ... je přirozené číslo, větší než 1 .

Dále může být uzavřené cykloidní křivka tvořena prodlouženou pericykloidou, která vznikne jako trajektorie bodu, ležícího vně a pevně spojeného s valivou kružnicí o poloměru R, která se svým vnitřním obvodem odvaluje po pevné kružnici o poloměru r, přičemž platí relace:

kde n... je celé číslo, větší než nula .

Konečně může být cykloidní křivka tvořena zkrácenou epicykloidou vzniklou jako trajektorie bodu, ležícího uvnitř a pevně spojeného s valivou kružnicí o poloměru R^, která se svým vnějším obvodem odvaluje vně pevné kružnice o poloměru Rg, přičemž platí relace:

kde N... je přirozené číslo, větší než 1,

Z praktického hlediska, vzhledem k předpokládanému charakteru obrábění vnějšího pláště je zřejmé, že zvláště vhodné jsou prodloužené cykloidní křivky, které dovolují umístění obráběcího nože i jeho upnutí vně ozubeného kola přípravku, kde je doeta tek místa, ^{252 926}

Vložku válců podle vynálezu lze s výhodou použít zejména při stavbě pístových strojů s relátivně stísněnou a úspornou zástavbou v kombinaci s vysokými nároky na svěrnou sílu hlavové ho těsnění u dělených vložek.

Claims (5)

1. P 5 E DMŽ T VYNALEZU

   1. Vložka válců pístového stroje vzpíraná svěrným spojením mezi hlavou válce a blokem, vyznačený tím, že její vnější plášt (3) je alespoň v části svěrné délky (L) tvořen válcem o podstavě ve tvaru uzavřené cykloidní křivky, která má mini málně dva vrcholy
2. 2. Vložka válců podle bodu 1,vyznačená tím, že cykloidní křivkou je prodloužena hypocykloida,
3. 3. Vložka válců podle bodu 1, vyznačená tím, že cykloidní křivkou je zkrácená hypocykloida,
4. 4. Vložka válců podle bodu 1, vyznačená tím, že cykloidní křivkou je prodloužená pericykloida·
5. 5. Vložka válců podle bodu 1, vyznačená tím, že cykloidní křivkou je zkrácená epicykloida.

   3 výkresy

   Obr. 1

   252 92B

   Obr. 2

   Vytiskly Moravské tiskařské závody, střed. 11 100, tř.Lidových milicí 3, 0