RU2013609C1

RU2013609C1 - Connection of piston with rocker member

Info

Publication number: RU2013609C1
Authority: RU
Inventors: Порфирий Сергеевич Владимиров
Original assignee: Порфирий Сергеевич Владимиров
Priority date: 1991-05-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: automotive engineering. SUBSTANCE: connection of piston with rocker member has insert 11 pivotally connected to rocker. The insert has jaws 9 with projections 10 and three parallel bearing surfaces at ends. Outer end of head 5 engages with bearing surface of insert 11 through a set of plates 18 with cylindrical ends. Two other bearing surfaces of head 5 engage with bearing surfaces of projections 10 of jaws 9 through short cylindrical rollers. EFFECT: simplified design, higher reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, конкретнее к соединениям поршней с коромыслами, применяемыми в узлах двигателей внутреннего сгорания, компрессоров и насосов. The invention relates to the field of power engineering, and more particularly to the connection of pistons with rockers used in the nodes of internal combustion engines, compressors and pumps.

Известен пространственный механизм, содержащий ползуны со штоками и головками, в отверстиях которых посредством тел качения (роликов) установлены эксцентриковые оси, концы которых посредством шарикоподшипников сопряжены с проушинами коромысел, шарнирно соединенных с цапфами качающихся втулок, установленных с возможностью вращения на косых кривошипах силового вала. A spatial mechanism is known, containing sliders with rods and heads, in the openings of which eccentric axes are installed by means of rolling bodies (rollers), the ends of which are connected with eyelets of rocker arms pivotally connected to the pins of swinging sleeves mounted for rotation on oblique cranks of the power shaft.

Недостатки известного устройства - сложность конструкции, большие габариты и масса узла соединения поршней с коромыслом, обусловленные наличием эксцентриковой оси, большими количеством и габаритами подшипников качения. Кроме того, применение эксцентриковых осей создает на ползунах радиальные усилия и значительные потери на трение между ползунами и их направляющими. The disadvantages of the known device are the complexity of the design, the large dimensions and weight of the node connecting the pistons to the beam, due to the presence of an eccentric axis, a large number and dimensions of rolling bearings. In addition, the use of eccentric axes creates radial forces on the sliders and significant friction losses between the sliders and their guides.

Цель изобретения - устранение отмеченных недостатков прототипа, т. е. повышение КПД путем уменьшения радиальных сил между поршнем и цилиндром, уменьшение габаритов и массы узла, упрощение его конструкции. The purpose of the invention is the elimination of the noted drawbacks of the prototype, that is, increasing the efficiency by reducing the radial forces between the piston and the cylinder, reducing the dimensions and mass of the node, simplifying its design.

Цель изобретения достигается исполнением на головке штока параллельных опорных поверхностей, одна из которых выполнена на внешнем торце головки, две других - на обращенном к поршню торце головки по обе стороны от штока. Головка размещена внутри щек вкладыша и сопряжена с ним посредством роликов и опорных пластин с цилиндрическими концами. The aim of the invention is achieved by executing parallel support surfaces on the rod head, one of which is made on the outer end of the head, the other two on the end of the head facing the piston on both sides of the rod. The head is placed inside the cheeks of the liner and mated with it through rollers and support plates with cylindrical ends.

На фиг. 1 изображено соединение поршня с коромыслом, разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the connection of the piston to the beam, section BB in FIG. 2; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

В цилиндре 1 поршневой машины, неподвижно соединенном с крышкой 2, размещен поршень 3 со штоком 4, который неподвижно, например резьбовым соединением, скреплен с головкой 5, на которой выполнены параллельные между собой и перпендикулярные оси штока опорные поверхности 6, 7, 8. Головка размещена внутри щек 9 с выступами 10, щеки жестко соединены или выполнены заодно целое с вкладышами 11, шарнирно посредством пальцев 12 установленными в проушинах коромысла 13, сопряженного с корпусом посредством цапф 14 и через цапфы 15 с качающейся втулкой 16, установленной с возможностью вращения на косом кривошипе 17 силового вала машины. На внутренних поверхностях выступов 10 и вкладыша 11 тоже выполнены параллельно опорные поверхности. Между ними и опорными поверхностями головки размещены тела качения, причем тела качения между внешним торцом головки 5 и вкладышем выполнены в виде набора пластин 18 с опорными концами, являющимися элементами одной цилиндрической поверхности. Тела качения между другими опорными поверхностями головки и выступов 10 выполнены в виде коротких цилиндрических роликов 19 или шариков. In the cylinder 1 of the piston machine, fixedly connected to the cover 2, a piston 3 with a rod 4 is placed, which is fixed, for example by a threaded connection, fastened to the head 5, on which the supporting surfaces 6, 7, 8 are parallel and perpendicular to the axis of the rod. placed inside the cheeks 9 with the protrusions 10, the cheeks are rigidly connected or integral with the inserts 11, pivotally by means of the fingers 12 mounted in the eyes of the rocker arm 13, coupled to the body through the pins 14 and through the pins 15 with the swinging sleeve 16, installed constant rotatably mounted on the oblique crank shaft 17 of the power machine. On the inner surfaces of the protrusions 10 and the liner 11, supporting surfaces are also made in parallel. Between them and the bearing surfaces of the head are placed rolling bodies, and the rolling bodies between the outer end of the head 5 and the liner are made in the form of a set of plates 18 with supporting ends that are elements of one cylindrical surface. The rolling bodies between the other supporting surfaces of the head and protrusions 10 are made in the form of short cylindrical rollers 19 or balls.

Действует устройство следующим образом. Силы давления рабочего тела (газа, жидкости) в предпоршневой полости 20 создают на поршне 3 и штоке 4 с головкой 5 осевое усилие, которое через набор пластин 18 передается вкладышу 11 и через шарнирное соединение с пальцем 12 сообщает коромыслу 13 качательное движение вправо вокруг осей цапф 14. Качательное движение через цапфы 15 перемещается втулке 16 и преобразуется во вращательное движение силового вала с косым кривошипом 17. Качание коромысла в пределах угла α сопровождается поперечным относительно оси штока перемещением вкладыша в пределах величины h и соответствующим перекатыванием пластин 18. При обратном ходе поршня под действием сил давления в подпоршневой полости 21 усилие от головки штока к выступам 10 щек вкладыша передается через ролики 19. The device operates as follows. The pressure forces of the working fluid (gas, liquid) in the pre-piston cavity 20 create an axial force on the piston 3 and the stem 4 with the head 5, which is transmitted through the set of plates 18 to the liner 11 and through the swivel joint with the finger 12 gives the rocker arm 13 a swinging movement to the right around the axle axles 14. The swinging movement through the pins 15 is moved to the sleeve 16 and is converted into a rotational movement of the power shaft with an oblique crank 17. The swing of the rocker arm within the angle α is accompanied by the movement of the liner transverse relative to the axis of the rod within h and the corresponding rolling of the plates 18. During the reverse stroke of the piston under the action of pressure forces in the sub-piston cavity 21, the force from the rod head to the protrusions 10 of the liner cheeks is transmitted through the rollers 19.

Технико-экономическая эффективность предложения обусловлена следующими факторами. Technical and economic efficiency of the proposal is due to the following factors.

Благодаря малости механических потерь в условиях трения-качения пластин 18 и роликов 19 и перпендикулярному к оси штока направлению перекатывания шток 4 и поршень 3 практически разгружены от поперечных сил, поэтому потери на трение между поршнем и цилиндром минимальны, а КПД весьма высок. Due to the smallness of mechanical losses under friction-rolling conditions of the plates 18 and rollers 19 and the rolling direction perpendicular to the shaft axis, the rod 4 and piston 3 are practically unloaded from the transverse forces, therefore, the friction losses between the piston and the cylinder are minimal, and the efficiency is very high.

Предложенное устройство при равной с прототипом нагрузочной способности имеет в несколько раз меньшие габариты и массу. The proposed device with equal to the prototype load capacity has several times smaller dimensions and weight.

Снижение потерь на трение, кроме повышения КПД сопровождается снижением износа, увеличением ресурса, повышением надежности. A decrease in friction losses, in addition to an increase in efficiency, is accompanied by a decrease in wear, an increase in resource, and an increase in reliability.

Предложенная конструкция наиболее оптимальна для применения в поршневых машинах, у которых усилие на штоке при прямом ходе поршня значительно превосходит усилие при обратном ходе поршня, поскольку нагрузочная способность набора пластин 18 в несколько раз выше нагрузочной способности роликов 19. The proposed design is most optimal for use in reciprocating machines, in which the force on the rod during the forward stroke of the piston significantly exceeds the force during the reverse stroke of the piston, since the load capacity of the set of plates 18 is several times higher than the load capacity of the rollers 19.

Claims

1. COMMUNICATION OF A PISTON WITH A ROCKER, containing a rod with a head and a finger, characterized in that, in order to increase efficiency, reduce weight and dimensions, increase reliability, the connection is additionally equipped with an insert pivotally connected to the finger and made with cheeks with internal protrusions to form groove, plates with cylindrical ends and rolling bodies, the rod head is made of a T-shaped section and installed in the groove between the cheeks of the liner, and the plates are installed between the lower end of the rod head and the liner, and the rolling body is m forward projections of the cheeks and the upper end of the head stock.

2. The compound according to claim 1, characterized in that the rolling bodies are made in the form of cylindrical rollers.