RU2066775C1 - V-type internal combustion engine - Google Patents

V-type internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2066775C1
RU2066775C1 RU93026167A RU93026167A RU2066775C1 RU 2066775 C1 RU2066775 C1 RU 2066775C1 RU 93026167 A RU93026167 A RU 93026167A RU 93026167 A RU93026167 A RU 93026167A RU 2066775 C1 RU2066775 C1 RU 2066775C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connecting rod
cylinders
journals
angle
connecting rods
Prior art date
Application number
RU93026167A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93026167A (en
Inventor
Анатолий Вениаминович Бирюков
Original Assignee
Анатолий Вениаминович Бирюков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Вениаминович Бирюков filed Critical Анатолий Вениаминович Бирюков
Priority to RU93026167A priority Critical patent/RU2066775C1/en
Publication of RU93026167A publication Critical patent/RU93026167A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2066775C1 publication Critical patent/RU2066775C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; multi-cylinder internal combustion piston engines. SUBSTANCE: engine has two cylinder banks 1 and 2 with included angle α between their axes, piston 3, connected rods 4 and crankshaft. Diameter of main journals 6 exceeds that of diameter of crankpins 5, journals and crankpins are directly connected. To provide uniformity of sequence of strokes at working process in separate cylinders each connecting rod 4 is connected with separate crankpin 5, and axes of crankpins connected with connecting rods of one cylinder bank are arranged at angle

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к V-образным многоцилиндровым поршневым двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в карбюраторных и дизельных двигателях. The invention relates to the field of engineering, in particular to a V-shaped multi-cylinder reciprocating internal combustion engines, and can be used in carburetor and diesel engines.

Известен V-образный двигатель ЯМЗ-240 (В.И. Анохин. Отечественные автомобили. М. Машиностроение, 1977, с. 93-95), который содержит два ряда цилиндров с углом развала между их осями, равным α=75°, поршни, шатуны и коленчатый вал, включающий коренные шейки увеличенного диаметра по сравнению с диаметром шатунных шеек. Коренные и шатунные шейки соединены непосредственно друг с другом и к каждой шатунной шейке присоединены по два шатуна. При таком соединении шатунов с шейками существует жесткая зависимость между количеством цилиндров и углом развала между их осями.Known for the V-shaped engine YaMZ-240 (V.I. Anokhin. Domestic cars. M. Mashinostroenie, 1977, pp. 93-95), which contains two rows of cylinders with a camber angle between their axes of α = 75 ° , pistons , connecting rods and crankshaft, including the main journals of increased diameter compared with the diameter of the connecting rod necks. The main and connecting rod necks are connected directly to each other and two connecting rods are attached to each connecting rod journal. With such a connection of the connecting rods with the necks there is a rigid relationship between the number of cylinders and the camber angle between their axes.

Наиболее близким к предлагаемому является V-образный двигатель (а.с. СССР N 1633150, кл. F 02B 75/22, 1991), содержащий два ряда цилиндров с углом развала между их осями, коленчатый вал с коренными шейками увеличенного диаметра по сравнению с диаметром шатунных шеек, при этом шатунные и коренные шайки соединены непосредственно друг с другом, число шатунных шеек равно числу шатунов, каждый шатун соединен с отдельной шатунной шейкой, а оси шатунных шеек, соединенных с шатунами одного ряда цилиндров, расположены относительно друг друга под углом

Figure 00000004
, где 720o коэффициент для четырехтактных двигателей, i количество цилиндров двигателя.Closest to the proposed is a V-shaped engine (AS USSR N 1633150, class F 02B 75/22, 1991), containing two rows of cylinders with a camber angle between their axes, a crankshaft with main journals of increased diameter compared to the diameter of the connecting rods, while the connecting rods and the main rods are connected directly to each other, the number of connecting rods is equal to the number of rods, each connecting rod is connected to a separate connecting rod neck, and the axis of the connecting rod necks connected to the connecting rods of one cylinder row are angled relative to each other
Figure 00000004
where 720 o coefficient for four-stroke engines, i is the number of engine cylinders.

Однако этот двигатель имеет угол развала цилиндров α = 90° и угол между кривошипами Φ = 120°, что указывает на его относительно большие габаритные размеры, а также число коренных шеек его вала меньше числа шатунных шеек, что влияет на прочность и долговечность вала.However, this engine has a cylinder collapse angle of α = 90 ° and an angle between cranks of Φ = 120 ° , which indicates its relatively large overall dimensions, as well as the number of main journals of its shaft less than the number of connecting rod journals, which affects the strength and durability of the shaft.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение угла развала цилиндров в диапазоне значений до минимально возможного, позволяющее уменьшить габаритные размеры и массу двигателя для различных применений, а также увеличение жесткости коленчатого вала. The objective of the invention is to reduce the angle of the collapse of the cylinders in the range of values to the minimum possible, allowing to reduce the overall dimensions and mass of the engine for various applications, as well as increasing the rigidity of the crankshaft.

Это достигается тем, что в V-образном двигателе, содержащем два ряда цилиндров с углом α развала между их осями, коленчатый вал с коренными шейками, диаметр которых равен не менее двум расстояниям между осями коренной и шатунной шеек плюс диаметр шатунной шейки, в котором шатунные и коренные шейки соединены непосредственно друг с другом, число шатунных шеек равно числу шатунов и каждый шатун соединен с отдельной шатунной шейкой, а оси шатунных шеек, соединенных с шатунами одного ряда цилиндров, расположены относительно друг друга под углом

Figure 00000005
, где 720o коэффициент для четырехтактных двигателей, i количество цилиндров двигателя, предлагается оси шатунных шеек, соединенных с шатунами соседнего ряда цилиндров, расположить относительно друг друга под углом Φ = α, а коренных шеек выполнить на одну больше, чем шатунных шеек.This is achieved by the fact that in a V-shaped engine containing two rows of cylinders with a camber angle α between their axes, a crankshaft with main journals, the diameter of which is equal to at least two distances between the axles of the main and connecting rod journals plus the diameter of the connecting rod neck, in which the connecting rod and the main journals are connected directly to each other, the number of connecting rods is equal to the number of connecting rods and each connecting rod is connected to a separate connecting rod neck, and the axis of the connecting rod necks connected to the connecting rods of one cylinder row are angled relative to each other
Figure 00000005
, where 720 o is the coefficient for four-stroke engines, i is the number of engine cylinders, it is proposed that the axles of the connecting rod journals connected to the connecting rods of the adjacent row of cylinders be positioned relative to each other at an angle Φ = α, and the main journals should be made one more than the connecting rod journals.

Сущность изобретения заключается в следующем. Так как соединение каждого шатуна с отдельной шатунной шейкой позволяет располагать оси шатунных шеек в пространстве свободно под любым углом относительно друг друга и, в свою очередь, позволяет чередовать рабочие такты в различных цилиндрах через равные промежутки времени независимо от количества цилиндров и угла развала между их рядами, это позволяет устанавливать любой угол развала между рядами цилиндров. Поэтому предлагается выполнять угол развала цилиндров α < 90°,, при этом двигатель с таким углом развала имеет меньшую ширину и занимает меньше места в моторном отсеке автомобиля. Возможно также увеличение угла α > 90°,, что позволяет снизить высоту двигателя для его применения, например, в автобусах под полом. Для достижения одинаковой с прототипом уравновешенности сил инерции оси шатунных шеек, соединенных с шатунами одного ряда цилиндров, расположены под углом

Figure 00000006
, а оси шатунных шеек, соединенных с шатунами соседних рядов цилиндров, расположены под углом Φ = α. Данное условие позволяет выполнять двигатели с любым количеством цилиндров. При этом выполнением числа коренных шеек на одну больше числа шатунных шеек достигается большая жесткость вала и, следовательно, повышается надежность и долговечность двигателя.The invention consists in the following. Since the connection of each connecting rod with a separate connecting rod neck allows you to position the axis of the connecting rod journals in space freely at any angle relative to each other and, in turn, allows you to alternate working cycles in different cylinders at equal intervals regardless of the number of cylinders and the angle of the collapse between their rows , this allows you to set any camber angle between the rows of cylinders. Therefore, it is proposed to perform a cylinder camber angle α <90 ° , while an engine with such a camber angle has a smaller width and takes up less space in the engine compartment of a car. It is also possible to increase the angle α> 90 ° , which reduces the height of the engine for its use, for example, in buses under the floor. To achieve the same balance with the prototype of the inertia forces, the axles of the connecting rod necks connected to the connecting rods of one row of cylinders are located at an angle
Figure 00000006
and the axles of the connecting rod journals connected to the connecting rods of adjacent rows of cylinders are located at an angle Φ = α. This condition allows you to perform engines with any number of cylinders. In this case, by performing the number of main journals one more than the number of connecting rod journals, a greater rigidity of the shaft is achieved and, therefore, the reliability and durability of the engine are increased.

Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами. На фиг. 1 представлен поперечный разрез V-образного двигателя, на фиг. 2 коленчатый вал (в плане), на фиг. 3 общий вид механизма двигателя. The invention is illustrated by the accompanying drawings. In FIG. 1 is a cross-sectional view of a V-engine; FIG. 2 crankshaft (in plan), in FIG. 3 general view of the engine mechanism.

Двигатель содержит два ряда 1 и 2 цилиндров с углом a развала между их осями, поршни 3, шатуны 4 и коленчатый вал, включающий шатунные шейки 5 и коренные шейки 6. Шатунная шейка имеет диаметр d, коренная шейка имеет диаметр D 2 R + d, где R расстояние между осями коренной и шатунной шеек. Оси шатунных шеек, соединенных шатунами с цилиндрами одного ряда, расположены относительно друг друга под углом v. Ряд 2 цилиндров смещен относительно ряда 1 на расстояние l/2, где l расстояние между осями цилиндров одного ряда. The engine contains two rows of 1 and 2 cylinders with a camber angle a between their axes, pistons 3, connecting rods 4 and a crankshaft including connecting rod journals 5 and the main journals 6. The connecting rod journal has a diameter d, the main journal has a diameter D 2 R + d, where R is the distance between the axles of the main and connecting rod journals. The axis of the connecting rod necks connected by the connecting rods to the cylinders of the same row are located relative to each other at an angle v. Row 2 of cylinders is offset relative to row 1 by a distance l / 2, where l is the distance between the axes of the cylinders of one row.

V-образный двигатель работает следующим образом. Поршни 3, воспринимая силу давления газов, перемещаются вдоль осей цилиндров, воздействуя на шатуны 4, что приводит к сложному движению шатунов, которое в свою очередь вызывает вращение шатунных шеек 5 и коренных шеек 6 коленчатого вала, соединенных друг с другом без щек за счет увеличенного диаметра коренных шеек. Таким образом, коленчатый вал выполнен как одна деталь и обладает повышенной жесткостью и прочностью, которую увеличивает также использование одной дополнительной коренной шейки. Каждый шатун передает усилие на отдельную шатунную шейку 5, которые расположены относительно друг друга под углом

Figure 00000007
для шеек, соединенных с шатунами одного ряда цилиндров, и под углом Φ = α для шеек, соединенных с шатунами соседних рядов цилиндров. В результате рабочие процессы в отдельных цилиндрах чередуются через равные промежутки времени, которые равны углу поворота коленчатого вала на 720o/i. Смещение одного ряда цилиндров относительно другого на l/2 позволяет максимально сблизить их друг с другом и получить наиболее компактное их расположение, что позволяет уменьшить ширину двигателя и снизить его массу.V-shaped engine operates as follows. Pistons 3, sensing the gas pressure force, move along the axes of the cylinders, acting on the connecting rods 4, which leads to a complex movement of the connecting rods, which in turn causes the rotation of the connecting rod journals 5 and the main journals 6 of the crankshaft, connected to each other without cheeks due to the increased diameter of radical necks. Thus, the crankshaft is made as one part and has increased rigidity and strength, which also increases the use of one additional radical neck. Each connecting rod transfers force to a separate connecting rod neck 5, which are located relative to each other at an angle
Figure 00000007
for necks connected to connecting rods of one row of cylinders, and at an angle Φ = α for necks connected to connecting rods of adjacent rows of cylinders. As a result, the work processes in the individual cylinders alternate at equal intervals of time, which are equal to the angle of rotation of the crankshaft at 720 o / i. The displacement of one row of cylinders relative to another by l / 2 allows them to be brought closer to each other as much as possible and get their most compact arrangement, which allows to reduce the width of the engine and reduce its mass.

Примеры различных углов развала блока цилиндров для двигателей с различным количеством цилиндров. Examples of different camber angles for engines with different number of cylinders.

1. 4-цилиндровый двигатель с углом развала блока цилиндров 50o имеет шатунные шейки одного ряда цилиндров, расположенные под углом

Figure 00000008
, а шатунные шейки соседнего ряда развернуты на 50o относительно шеек первого ряда (между собой они находятся под углом 180o).1. 4-cylinder engine with an angle of the collapse of the cylinder block 50 o has a connecting rod journal of one row of cylinders located at an angle
Figure 00000008
and the connecting rods of the adjacent row are deployed at 50 o relative to the necks of the first row (between them they are at an angle of 180 o ).

6-цилиндровый двигатель с углом развала блока цилиндров 45o имеет шатунные шейки одного ряда цилиндров, расположенные под углом

Figure 00000009
, а шатунные шейки соседнего ряда развернуты на 45o относительно шеек первого ряда.A 6-cylinder engine with a 45 ° camber angle has a connecting rod journal of one row of cylinders at an angle
Figure 00000009
and the connecting rod journals of the adjacent row are turned 45 o relative to the necks of the first row.

3. 8-цилиндровый двигатель с углом развала блока цилиндров 60o имеет шатунные шейки одного ряда цилиндров, расположенные под углом

Figure 00000010
, а шатунные шейки соседнего ряда развернуты на 60o относительно шатунных шеек первого ряда.3. The 8-cylinder engine with an angle of the collapse of the cylinder block of 60 o has a connecting rod journal of one row of cylinders located at an angle
Figure 00000010
and the connecting rods of the adjacent row are deployed 60 o relative to the connecting rods of the first row.

16-цилиндровый двигатель с углом развала блока цилиндров 70o имеет шатунные шейки одного ряда цилиндров, расположенные под углом

Figure 00000011
, а шатунные шейки соседнего ряда развернуты на 70o относительно шатунных шеек первого ряда.A 16-cylinder engine with an angle of 70 ° cylinder collapse has connecting rods of one row of cylinders located at an angle
Figure 00000011
and the connecting rod journals of the adjacent row are rotated by 70 ° relative to the connecting rod journals of the first row.

Claims (1)

У-образный двигатель внутреннего сгорания, содержащий два ряда цилиндров с углом α развала между их осями, коленчатый вал с коренными шейками, диаметр которых равен не менее двум расстояниям между осями коренной и шатунной шеек плюс диаметр шатунной шейки, шатунные шейки и коренные шейки, соединенные непосредственно друг с другом, причем число шатунных шеек равно числу шатунов, каждый шатун соединен с отдельной шатунной шейкой, оси шатунных шеек, соединенных с шатунами одного ряда цилиндров, расположены друг относительно друга под углом
Figure 00000012
где 720o коэффициент для четырехтактных двигателей, i число цилиндров, отличающийся тем, что оси шатунных шеек, соединенных с шатунами соседних рядов цилиндров, расположены друг относительно друга под углом Φ=α, причем коренных шеек выполнено на одну больше, чем шатунных шеек.A U-shaped internal combustion engine containing two rows of cylinders with a camber angle α between their axes, a crankshaft with main journals, the diameter of which is at least two distances between the axles of the main and connecting rod journals plus the diameter of the connecting rod journal, connecting rod journals and the main journals connected directly with each other, with the number of connecting rods equal to the number of connecting rods, each connecting rod connected to a separate connecting rod neck, the axis of the connecting rod necks connected to the connecting rods of one row of cylinders, are angled relative to each other
Figure 00000012
where 720 o is the coefficient for four-stroke engines, i is the number of cylinders, characterized in that the axis of the connecting rod journals connected to the connecting rods of adjacent cylinder rows are located relative to each other at an angle Φ = α, and the main journals are made one more than the connecting rod journals.
RU93026167A 1993-05-06 1993-05-06 V-type internal combustion engine RU2066775C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93026167A RU2066775C1 (en) 1993-05-06 1993-05-06 V-type internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93026167A RU2066775C1 (en) 1993-05-06 1993-05-06 V-type internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93026167A RU93026167A (en) 1996-07-27
RU2066775C1 true RU2066775C1 (en) 1996-09-20

Family

ID=20141475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93026167A RU2066775C1 (en) 1993-05-06 1993-05-06 V-type internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2066775C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. В.И.Анохин "Отечественные автомобили", М., Машиностроение, 1977, 93-95. 2. SU, авторское свидетельство, 1633150, кл. F 02B 75/22, 1991 г. - прототип. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6058901A (en) Offset crankshaft engine
JPS57195944A (en) Balancer device of internal combustion engine
US3520285A (en) Reciprocating piston engine with rhombic drive and even power intervals
US4370953A (en) Cylinder two stroke engine with torsional resonance control
US4002087A (en) Machine crank-shaft with improved dynamic balance ratio
RU2066775C1 (en) V-type internal combustion engine
US5216927A (en) Connecting rod assembly for a dual crankshaft engine
US4519344A (en) V-type internal combustion engine
US6321698B1 (en) Internal combustion engine
US5211065A (en) Apparatus for translating rotational motion to harmonic linear motion
US2680427A (en) V-type engine
US3039447A (en) Multi-cylinder internal combustion engine
US1722950A (en) Internal-combustion engine
US10247226B2 (en) Crankshaft for reciprocating engine
JP2005344530A (en) Internal combustion engine
KR100291805B1 (en) An internal combustion engine
JP2772769B2 (en) V-type 8-cylinder engine
RU221936U1 (en) FOUR SHAFT FOUR STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
SU1599570A1 (en) V-6 i.c. engine
US6895921B1 (en) Epicyclic cross piston internal combustion engine
SU1444574A1 (en) Arrangement for balancing internal combustion engine
RU2030608C1 (en) Internal combustion engine
RU93026167A (en) V-SHAPED INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2074323C1 (en) Internal combustion engine
SU1617170A1 (en) V-type six-cylinder i.c.engine