RU2169301C1 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169301C1 RU2169301C1 RU99123703/06A RU99123703A RU2169301C1 RU 2169301 C1 RU2169301 C1 RU 2169301C1 RU 99123703/06 A RU99123703/06 A RU 99123703/06A RU 99123703 A RU99123703 A RU 99123703A RU 2169301 C1 RU2169301 C1 RU 2169301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flywheel
- disk
- crankshaft
- engine
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания содержит коленчатый вал, маховик и устройство отбора мощности, а также диск со ступицей и комплект пружин. Внутри маховика выполнена цилиндрическая расточка с периферийными выемками, внутри цилиндрической расточки размещен диск со ступицей, установленной на подшипники. В периферийных выемках и в совпадающих с выемками периферийных отверстиях диска размещены пружины. Устройство отбора мощности закреплено на ступице. Маховик состоит из корпуса, проставки и крышки, связанных между собою призонными штифтами и болтами. На коленчатом вале закреплен корпус маховика, цилиндрическая расточка и периферийные выемки выполнены в корпусе и в проставке. Торцевые поверхности периферийных выемок в маховике расположены под углом Φ друг к другу, причем величина Φ определяется из соотношения 0 < Φ < Φo, где Φo - угол между прямыми, проходящими через центры торцевых поверхностей периферийных выемок и ось коленчатого вала. Технический результат заключается в повышении надежности и улучшении эксплуатационных качеств двигателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения и может найти применение в конструкции двигателей, предназначенных для работы в составе силовых передач (силовых установок).
Известно, что поршневые двигатели внутреннего сгорания, вследствие цикличности газовых и инерционных нагрузок, являются одними из основных источников динамических нагрузок в силовых передачах ([1] Силовые передачи транспортных машин. Л. Машиностроение. 1982). Для уменьшения динамических нагрузок применяются, например, торсионные валы, соединяющие двигатель с трансмиссией ([2] а.с. N 1207823, B 60 K 17/04).
Недостатком указанной конструкции являются большие осевые габариты, потребные для размещения торсиона, а также низкие демпферующие свойства торсиона.
Указанный недостаток частично устранен в двигателе внутреннего сгорания ([3] Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина. М. Машиностроение. 1984, стр. 219, рис. 171), который является наиболее близким аналогом заявленному двигателю
Существенными признаками наиболее близкого аналога, общими с признаками заявленного устройства, являются коленчатый вал, маховик и устройство отбора мощности.
Существенными признаками наиболее близкого аналога, общими с признаками заявленного устройства, являются коленчатый вал, маховик и устройство отбора мощности.
Применение маховика на двигателе позволяет, как известно, существенно уменьшить неравномерность крутящего момента и снизить динамические нагрузки в силовой передаче.
Однако частотные характеристики силовой передачи изменяются незначительно и не исключают возможность возникновения резонансных режимов в рабочем диапазоне частот вращения коленчатого вала, что сопровождается повышенными динамическими нагрузками и шумностью работы, а также поломками коленчатого вала и элементов передачи.
Таким образом, рассматриваемая конструкция двигателя характеризуется недостаточной надежностью и низкими эксплуатационными качествами.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение является повышение надежности и улучшение эксплуатационных качеств двигателя внутреннего сгорания, а также силовых установок с такими двигателями.
Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является:
- исключение резонансных режимов из всей зоны рабочих частот вращения коленчатого вала двигателя;
- снижение динамических нагрузок в коленчатом вале и элементах силовой передачи, в том числе и на неустановившихся режимах работы двигателя;
- обеспечение минимальных габаритов при размещении двигателя в силовой установке.
- исключение резонансных режимов из всей зоны рабочих частот вращения коленчатого вала двигателя;
- снижение динамических нагрузок в коленчатом вале и элементах силовой передачи, в том числе и на неустановившихся режимах работы двигателя;
- обеспечение минимальных габаритов при размещении двигателя в силовой установке.
Существенными признаками, характеризующими изобретение и отличающими его от наиболее близкого аналога во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются:
- диск со ступицей;
- комплект пружин;
- цилиндрическая расточка внутри маховика;
- периферийные выемки в маховике;
- размещение диска внутри цилиндрической расточки;
- установка ступицы на подшипники внутри цилиндрической расточки;
- размещение пружин в периферийных выемках и совпадающих с ними периферийных отверстиях диска;
- закрепление устройства отбора мощности на ступице.
- диск со ступицей;
- комплект пружин;
- цилиндрическая расточка внутри маховика;
- периферийные выемки в маховике;
- размещение диска внутри цилиндрической расточки;
- установка ступицы на подшипники внутри цилиндрической расточки;
- размещение пружин в периферийных выемках и совпадающих с ними периферийных отверстиях диска;
- закрепление устройства отбора мощности на ступице.
Существенными признаками изобретения, характеризующими его в частных случаях исполнения, являются:
- выполнение маховика, состоящим из корпуса, проставки и крышки;
- соединение перечисленных деталей в единый узел-маховик посредством призонных штифтов и болтов;
- закрепление на коленчатом вале корпуса маховика;
- выполнение периферийных выемок в корпусе и проставке;
- выполнение торцовых поверхностей периферийных выемок в маховике под углом Φ друг к другу;
- выполнение угла Φ в соответствии с зависимостью:
0 < Φ < Φo,
где: Φo - угол между прямыми, проходящими через центр торцевых поверхностей выемок и ось коленчатого вала.
- выполнение маховика, состоящим из корпуса, проставки и крышки;
- соединение перечисленных деталей в единый узел-маховик посредством призонных штифтов и болтов;
- закрепление на коленчатом вале корпуса маховика;
- выполнение периферийных выемок в корпусе и проставке;
- выполнение торцовых поверхностей периферийных выемок в маховике под углом Φ друг к другу;
- выполнение угла Φ в соответствии с зависимостью:
0 < Φ < Φo,
где: Φo - угол между прямыми, проходящими через центр торцевых поверхностей выемок и ось коленчатого вала.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом заключается в следующем:
- исключение резонансных режимов достигается размещением между собственно маховиком и устройством отбора мощности диска с комплектом пружин, что существенно изменяет частотные характеристики установки, в том числе, на величину, необходимую в каждом конкретном случае;
- исключение резонансных режимов работы исключает появление разрушающих динамических нагрузок. Кроме того, наличие пружин снимет нагрузки, возникающие на неустановившихся режимах работы;
- выполнение маховика составным и размещение диска внутри маховика обеспечивает минимальные габариты устройства;
- выполнение торцевых поверхностей выемок под указанным углом снимет нагрузки и увеличит надежность работы пружин, т.е. двигателя.
- исключение резонансных режимов достигается размещением между собственно маховиком и устройством отбора мощности диска с комплектом пружин, что существенно изменяет частотные характеристики установки, в том числе, на величину, необходимую в каждом конкретном случае;
- исключение резонансных режимов работы исключает появление разрушающих динамических нагрузок. Кроме того, наличие пружин снимет нагрузки, возникающие на неустановившихся режимах работы;
- выполнение маховика составным и размещение диска внутри маховика обеспечивает минимальные габариты устройства;
- выполнение торцевых поверхностей выемок под указанным углом снимет нагрузки и увеличит надежность работы пружин, т.е. двигателя.
Таким образом, указанные признаки повышают надежность и эксплуатационные качества двигателя внутреннего сгорания,
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя в области маховика; на фиг. 2 - вид на периферийные выемки при снятой крышке.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя в области маховика; на фиг. 2 - вид на периферийные выемки при снятой крышке.
Двигатель содержит коленчатый вал 1, маховик и устройство отбора мощности 2. На фиг. 1 изображен частный случай устройства отбора мощности в виде внутренних шлицев. Маховик состоит из корпуса 3, проставки 4 и крышки 5. Детали 3, 4 и 5 в указанной последовательности связаны между собой призонными штифтами 6 и болтами 7. Корпус 3 непосредственно связан с коленчатым валом 1, причем на фиг. 1 изображен частный случай крепления маховика - с натягом по цилиндрической поверхности. Внутри маховика выполнена цилиндрическая расточка 8.
В случае выполнения маховика, состоящим из корпуса 3, проставки 4 и крышки 5 - цилиндрическая расточка 8 выполнена в корпусе 3 и в проставке 4.
Внутри цилиндрической расточки 8 размещен диск 9, изготовленный в приведенном примере зацело со ступицей 10. Ступица 10 установлена внутри цилиндрической расточки 8 на подшипниках 11. На периферии цилиндрической расточки 8 в корпусе 3 и в проставке 4 выполнены равномерно расположенные по окружности выемки 12. Внутри выемок 12 и совпадающих с ними отверстиях 13 диска 9 установлены пружины 14. Выемки 12 по форме могут быть приближены к форме пружины, как это показано в верхней части фиг. 1.
Маховик в сборе (корпус 3, проставка 4 и крышка 5) подвергается динамической балансировке. Возможно проведение балансировки и в сборе с диском 9, ступицей 10, подшипниками 11 и пружинами 14. Призонные штифты 6 необходимы для исключения разбалансировки при разборке узла. Съемная крышка 5 позволяет проводить обработку выемок 12 в обеих деталях 3 и 4 с одной установки. Такая обработка, в сочетании с симметричным расположением выемок 12 относительно диска 9, обеспечивает равномерное нагружение пружин 14, что повышает надежность и эксплуатационные качества двигателя. Кроме того, при снятой крышке 5 возможно проведение контроля установки пружин 14 в выемках 12. Для увеличения момента инерции маховика удобно увеличивать массу крышки 5 как детали, расположенной на максимальном диаметре.
Выполнение угла взаимного расположения торцевых поверхностей 15 (фиг. 2) выемок 12 под углом Φ в указанном диапазоне обеспечивает оптимальные условия работы пружин 14. В случае выполнения Φ = 0 обеспечивается прямолинейностью оси пружины при ее установке в выемку 12. При работе двигателя, вследствие передачи крутящего момента, имеет место взаимное угловое смещение маховика и диска 9, что сопровождается искривлением оси пружины. В результате при максимальных нагрузках на пружину имеет место максимальное искривление ее оси, что снимет надежность двигателя.
В случае выполнения Φ = Φo максимальное искривление оси пружины имеет место при отсутствии нагрузки. По мере увеличения передаваемого крутящего момента искривление оси уменьшается. Однако в этом случае пружина во всем диапазоне нагрузок работает с искривленной осью.
В случае предлагаемого выполнения угла Φ пружина при сборке устанавливается в выемку 12 с некоторым начальным искривлением оси. Однако при увеличении деформации пружины указанное искривление уменьшается и при номинальных (максимальных) нагрузках ось пружины выпрямляется полностью. Этим достигается равномерное распределение напряжений в витках пружины и повышение ее надежности. Обеспечение прямолинейности оси пружины при максимальных (или любых заданных) нагрузках, обеспечивается выбором угла из указанного диапазона в каждом конкретном случае выполнения двигателя.
Устройство работает следующим образом.
При работе двигателя переменный крутящий момент с коленчатого вала 1 передается на корпус 3 и проставку 4. Торцевые поверхности 15 выемок 12, выполненные в корпусе 3 и проставке 4, обеспечивают равномерное нагружение пружин 14, посредством которых окружное усилие (крутящий момент) передается через диск 9 и ступицу 10 устройству 2 отбора мощности. Применение пружин 14 в сочетании с маховиком меняют динамическую схему силовой установки, выводя резонансные режимы из зоны рабочих частот вращения, что исключает возникновение опасных нагрузок в деталях двигателя и трансмиссии.
Из изложенного следует, что в заявянном устройстве обеспечены высокая надежность и повышенные эксплуатационные качества.
Все элементы заявленного устройства и устройство в целом изготавливаются на предприятиях отечественной промышленности с использованием освоенных и относительно простых технологий. Недоступные материалы и технологии не используются.
В настоящее время на Челябинском тракторном заводе изготовлены три опытных образца, успешно проходящих стендовые испытания.
Claims (3)
1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, маховик и устройство отбора мощности, отличающийся тем, что двигатель дополнительно содержит диск со ступицей и комплект пружин, причем внутри маховика выполнена цилиндрическая расточка с периферийными выемками, внутри цилиндрической расточки размещен диск со ступицей, установленной на подшипники, в периферийных выемках и в совпадающих с выемками периферийных отверстиях диска размещены пружины, а устройство отбора мощности закреплено на ступице.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что маховик состоит из корпуса, проставки и крышки, связанных между собою призонными штифтами и болтами, причем на коленчатом вале закреплен корпус маховика, а цилиндрическая расточка и периферийные выемки выполнены в корпусе и в проставке.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что торцевые поверхности периферийных выемок в маховике расположены под углом Φ друг к другу, причем величина Φ определяется из соотношения 0 < Φ < Φo, где Φo - угол между прямыми, проходящими через центры торцевых поверхностей периферийных выемок и ось коленчатого вала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99123703/06A RU2169301C1 (ru) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99123703/06A RU2169301C1 (ru) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2169301C1 true RU2169301C1 (ru) | 2001-06-20 |
Family
ID=20226825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99123703/06A RU2169301C1 (ru) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2169301C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542802C2 (ru) * | 2010-09-08 | 2015-02-27 | Циндао Фенгбао Кар Клатч Ко, Лтд | Двухсекционный маховик в сборе |
-
1999
- 1999-11-16 RU RU99123703/06A patent/RU2169301C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ОРЛИН Н.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1984, с. 219, рис. 171. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542802C2 (ru) * | 2010-09-08 | 2015-02-27 | Циндао Фенгбао Кар Клатч Ко, Лтд | Двухсекционный маховик в сборе |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10473182B2 (en) | Torsional vibration absorption system | |
US8640449B2 (en) | Hydrodynamic torque converter having a vibration absorber and torsional vibration damper | |
US5931052A (en) | Crankshaft gear torsional vibration isolator assembly for an engine | |
JP2000154852A (ja) | スプロケットシステム | |
KR19990029578A (ko) | 피스톤 기관의 크랭크샤프트를 위한 진동 댐퍼 | |
WO1994027061A1 (en) | Dual mode damper | |
JP2002039210A (ja) | トルク変動吸収装置のトルクリミッター部組付け偏芯低減構造および方法 | |
US7658127B2 (en) | Single inertia bending damper | |
EP3207277B1 (en) | Torsional vibration dampers | |
US4200004A (en) | Zero slip torsional vibration damper | |
KR20140038849A (ko) | 플라이휠의 댐핑장치 | |
IT9047880A1 (it) | Dispositivo ammortizzatore di torsione ad ammortizzatore dinamico, in particolare per autoveicoli. | |
KR101087884B1 (ko) | 토크 전달 장치용 플랙시블 플라이휠 | |
RU2169301C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
US4220056A (en) | Torsional vibration damper | |
US20060272446A1 (en) | Torsional vibration damper | |
CA1122040A (en) | Tee-lock viscous damper | |
WO1998044276A2 (en) | Torsional vibration dampers | |
US4318309A (en) | Deformed locking clamp | |
US4462270A (en) | Friction index modifier for damper | |
CA2212964C (en) | Dynamometer torsional damping apparatus and method | |
KR101355611B1 (ko) | 플라이휠의 댐핑장치 | |
US20040144200A1 (en) | Torsional damper coupling | |
KR20190142087A (ko) | 차량용 토크 컨버터 | |
KR19990044909A (ko) | 내연기관의 이중질량체 플라이휠을 위한 플렉시블 클러치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050620 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141117 |