RU2037701C1

RU2037701C1 - Bank of connecting rods and piston

Info

Publication number: RU2037701C1
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Николаевич Тарасов
Original assignee: Дмитрий Николаевич Тарасов
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: connecting rod with the top head is in contact with the piston bottom. The surface of the top head is made up as convex cylindrical surface and side convex cylindrical surfaces arranged in pair symmetrically with respect to the central surface. The bottom of the piston is made as central and side concave bearing cylindrical surfaces positioned in the plane of rocking of the connecting rod, the surfaces being arranged in pair symmetrically with respect to the central surface. The radii of the bearing surfaces of the piston are grater than the radii of the connecting rod surfaces. The tightening members are constructed as flexible ties arranged along the connecting rod. The flat springs are arranged along the connecting rod, the top ends of the springs being secured to the connecting rod and the flexible ties being connected to the bottom ends of the springs. EFFECT: improved design. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в машинах объемного действия, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering and is intended for use in volumetric action machines, mainly in internal combustion engines.

Известна шатунно-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая поршень с днищем, промежуточную цилиндрическую ось, профилированную верхнюю головку. Known connecting rod and piston group of an internal combustion engine containing a piston with a bottom, an intermediate cylindrical axis, a profiled upper head.

Недостатком шатунно-поршневой группы является образование зазора между пальцами поршня за счет трущихся поверхностей. The disadvantage of the connecting rod-piston group is the formation of a gap between the fingers of the piston due to the rubbing surfaces.

Известна шатунно-поршневая группа, содержащая поршень, шатун с выпуклой цилиндрической верхней головкой, охваченной гибкими центрирующими элементами и прижимной пружиной. Known connecting rod and piston group containing a piston, connecting rod with a convex cylindrical upper head, covered by flexible centering elements and a clamping spring.

Недостатками шатунно-поршневой группы являются значительный изгиб гибких связей при малом радиусе кривизны верхней головки шатуна и то, что прижимной элемент не обеспечивает надежного прижатия шатуна к поршню. The disadvantages of the connecting rod-piston group are the significant bending of flexible connections with a small radius of curvature of the upper connecting rod head and the fact that the clamping element does not provide reliable pressing of the connecting rod to the piston.

Технической задачей изобретения является увеличение радиуса изгиба гибких элементов, не уменьшение скольжения и исключение отрыва поршня от шатуна. An object of the invention is to increase the bending radius of the flexible elements, not to reduce sliding and to prevent the piston from separating from the connecting rod.

Техническая задача решается тем, что в шатунно-поршневой группе, содержащей поршень, шатун с верхней головкой, контактирующей с дном поршня, стягивающий элемент, поверхность верхней головки шатуна выполнена в виде выпуклой цилиндрической центральной поверхности и боковых выпуклых цилиндрических поверхностей, расположенных попарно симметрично относительно центральной, а дно поршня выполнено в виде центральной и боковых вогнутых опорных цилиндрических поверхностей в плоскости качания шатуна, расположенных попарно симметрично относительно центральной поверхности, причем радиусы опорных поверхностей поршня больше радиусов поверхностей шатуна, а стягивающие элементы выполнены в виде гибких тяг, расположенных вдоль шатуна. The technical problem is solved in that in the connecting rod and piston group containing the piston, the connecting rod with the upper head in contact with the piston bottom, the tightening element, the surface of the upper connecting rod head is made in the form of a convex cylindrical central surface and side convex cylindrical surfaces arranged in pairs symmetrically with respect to the central and the piston bottom is made in the form of a central and lateral concave supporting cylindrical surfaces in the plane of the connecting rod swinging, arranged in pairs symmetrically relative to tionary central surface, the radii of the bearing surfaces of the piston rod larger radii surfaces and tightening elements are in the form of flexible rods disposed along the rod.

Кроме того, шатунно-поршневая группа снабжена плоскими пружинами, расположенными вдоль шатуна, верхний конец которых жестко закреплен на шатуне, а на нижних концах закреплены гибкие тяги. In addition, the connecting rod and piston group is equipped with flat springs located along the connecting rod, the upper end of which is rigidly fixed to the connecting rod, and flexible rods are fixed at the lower ends.

На фиг. 1 изображена шатунно-поршневая группа в разрезе; на фиг. 2 дно поршня; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2. In FIG. 1 shows a connecting rod-piston group in section; in FIG. 2 piston bottom; in FIG. 3, section AA in FIG. 2.

Шатунно-поршневая группа содержит поршень 1 с профилированным дном 2, шатун 3 с верхней головкой 4, выполненной в виде выпуклой цилиндрической центральной поверхности 5, которой обеспечивается центровка, и четырех выпуклых цилиндрических боковых поверхностей 6, 7, расположенных попарно симметрично относительно центральной поверхности 5. Дно 2 поршня 1 имеет центральную цилиндрическую вогнутую в плоскости качания шатуна опорную поверхность 8 и четыре боковые вогнутые цилиндрические опорные поверхности 9, 10, расположенные попарно симметрично относительно центральной. При этом радиусы кривизны опорных поверхностей поршня 1 больше радиусов кривизны выпуклых поверхностей шатуна, а взаимное расположение его центральной и боковых опорных поверхностей обеспечивает контактирование центральной поверхности 5 шатуна с верхней точкой центральной опорной поверхности 8 в исходном положении шатуна, а боковых поверхностей 6, 7 с верхними точками боковых опорных поверхностей 9, 10 при максимальном отклонении шатуна. Шатунно-поршневая группа снабжена плоскими пружинами 11, расположенными вдоль шатуна 3 и закрепленными на нем ближними к головке шатуна концами, на дальних концах которых закреплены стягивающие гибкие тяги 12, расположенные по обе стороны вдоль шатуна 3 и закрепленные другими концами на дне 2 поршня 1. В верхней головке 4 шатуна 3 тяга 12 проходит между боковыми поверхностями 13, 14, по которым тяги изгибаются при отклонении шатуна. The connecting rod-piston group contains a piston 1 with a profiled bottom 2, a connecting rod 3 with an upper head 4, made in the form of a convex cylindrical central surface 5, which provides alignment, and four convex cylindrical side surfaces 6, 7, arranged in pairs symmetrically relative to the Central surface 5. The bottom 2 of the piston 1 has a central cylindrical concave support surface 8 concave in the rocking plane of the connecting rod and four lateral concave cylindrical support surfaces 9, 10 arranged in pairs symmetrical relative to the center. Moreover, the radii of curvature of the supporting surfaces of the piston 1 are greater than the radii of curvature of the convex surfaces of the connecting rod, and the relative position of its central and lateral supporting surfaces makes the central surface 5 of the connecting rod contact with the upper point of the central supporting surface 8 in the initial position of the connecting rod, and the lateral surfaces 6, 7 with the upper points of the side bearing surfaces 9, 10 at the maximum deflection of the connecting rod. The connecting rod and piston group is equipped with flat springs 11 located along the connecting rod 3 and fastened to it by the ends closest to the connecting rod head, at the far ends of which are tightening flexible rods 12 located on both sides along the connecting rod 3 and fixed by other ends on the bottom 2 of the piston 1. In the upper head 4 of the connecting rod 3, the rod 12 extends between the side surfaces 13, 14, along which the rods are bent when the rod is deflected.

Шатунно-поршневая группа работает следующим образом. The connecting rod and piston group operates as follows.

При возвратно-поступательном движении поршня 1 шатун 3 совершает колебательные движения. При отклонении шатуна 3, например, вправо от центрального положения центральная поверхность 5 верхней головки 4 шатуна 3 перекатывается по центральной опорной поверхности 8, переходя на нисходящую ветвь вогнутой поверхности. При этом направление шатуна и, следовательно, направление приложения силы отклоняются от направления нормали вогнутой поверхности, что приводит к появлению сил, направленных по касательной, и неустойчивости шатуна 3 на опорной поверхности. При дальнейшем отклонении шатуна 3 боковая поверхность 7 входит в соприкосновение с боковой опорной поверхностью 10, причем на восходящей ветви кривизны, стремясь занять направление нормали, что уменьшает сдвигающие усилия и обеспечивает устойчивое обкатывание головки 4 шатуна 3 по поршню 1 без скольжения. При этом пружины 11 отклоняются влево, тем самым компенсируется увеличение расстояния между точками крепления тяг 12 при отклонении верхней головки 4 шатуна. When the reciprocating movement of the piston 1, the connecting rod 3 performs oscillatory motion. When the connecting rod 3 is deviated, for example, to the right from the central position, the central surface 5 of the upper head 4 of the connecting rod 3 rolls along the central supporting surface 8, passing to the descending branch of the concave surface. The direction of the connecting rod and, therefore, the direction of application of force deviate from the normal direction of the concave surface, which leads to the appearance of forces directed along the tangent, and instability of the connecting rod 3 on the supporting surface. With a further deviation of the connecting rod 3, the lateral surface 7 comes into contact with the lateral supporting surface 10, and on the ascending branch of curvature, trying to take the normal direction, which reduces the shear forces and ensures stable rolling of the head 4 of the connecting rod 3 along the piston 1 without sliding. In this case, the springs 11 are deflected to the left, thereby compensating for the increase in the distance between the attachment points of the rods 12 when the upper head 4 of the connecting rod is deflected.

Таким образом, введение боковых поверхностей позволяет исключить скольжение в точках касания поршня 1 и шатуна 3, а введение плоских пружин 11 с тягами 12 компенсирует увеличение расстояния между точками крепления тяг при отклонении верхней головки 4 шатуна, следовательно, исключает возможность отрыва поршня 1 от шатуна 3. Расположение тяг 12 между боковыми поверхностями 6, 7 шатуна 3 позволяет увеличить их радиус изгиба. Thus, the introduction of the side surfaces eliminates sliding at the points of contact of the piston 1 and the connecting rod 3, and the introduction of flat springs 11 with rods 12 compensates for the increase in the distance between the attachment points of the rods when the upper head 4 of the connecting rod deviates, therefore, it excludes the possibility of the piston 1 breaking away from the connecting rod 3 The location of the rods 12 between the side surfaces 6, 7 of the connecting rod 3 allows you to increase their bending radius.

Claims

1. A connecting rod-piston group containing a piston, a connecting rod with an upper head in contact with the piston bottom, tightening elements, characterized in that the surface of the upper connecting rod head is made in the form of a convex cylindrical central surface and side convex cylindrical surfaces arranged in pairs symmetrically with respect to the central and the piston bottom is made in the form of a central and lateral concave supporting cylindrical surfaces in the plane of the connecting rod swinging, located in pairs symmetrically relative to the center a surface, and the radii of the piston supporting surfaces are larger than the radii of the connecting rod surfaces, and the tightening elements are made in the form of flexible rods located along the connecting rod.

2. The group according to claim 1, characterized in that it is equipped with flat springs located along the connecting rod, the upper ends of which are rigidly fixed to the connecting rod, and flexible rods are fixed at the lower ends.