RU61794U1 - DEVICE FOR STABILIZING FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents
DEVICE FOR STABILIZING FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES Download PDFInfo
- Publication number
- RU61794U1 RU61794U1 RU2006117572/22U RU2006117572U RU61794U1 RU 61794 U1 RU61794 U1 RU 61794U1 RU 2006117572/22 U RU2006117572/22 U RU 2006117572/22U RU 2006117572 U RU2006117572 U RU 2006117572U RU 61794 U1 RU61794 U1 RU 61794U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plane
- shaft
- axes
- balancing
- shafts
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к технике уравновешивания рядных двух и четырехцилиндровых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания и предназначено для снижения возникающих в ходе рабочего процесса вибрационных сил и моментов, действующих на корпус двигателя.The utility model relates to mechanical engineering, namely, to the technique of balancing in-line two and four-cylinder four-stroke internal combustion engines and is intended to reduce the vibrational forces and moments that occur during the working process acting on the engine body.
Технический результат - повышение эффективности уравновешивания за счет применения компенсации как «синусной», так и «косинусной» составляющих опрокидывающего момента.The technical result is an increase in the efficiency of balancing due to the application of compensation of both the "sine" and "cosine" components of the tilting moment.
Это достигается тем, что устройство уравновешивания четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, содержащее уравновешивающие валы, оси которых расположены в двух различных плоскостях, перпендикулярных плоскости осей цилиндров, содержит три уравновешивающих вала, причем оси двух валов первого уровня расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости осей цилиндров на равных расстояниях от этой плоскости параллельно оси коленчатого вала, а третий вал расположен в плоскости, параллельной плоскости осей цилиндров, в которой заключен первый вал, параллельно первому валу на том же расстоянии от плоскости осей цилиндров, а уравновешивающие дебалансы всех трех валов расположены в плоскости симметрии перпендикулярной плоскости осей цилиндров.This is achieved by the fact that the balancing device of four-stroke internal combustion engines containing balancing shafts, the axes of which are located in two different planes perpendicular to the plane of the axes of the cylinders, contains three balancing shafts, and the axes of the two shafts of the first level are located in a plane perpendicular to the plane of the axes of the cylinders distances from this plane parallel to the axis of the crankshaft, and the third shaft is located in a plane parallel to the plane of the axes of the cylinders, in which n first shaft parallel to the first shaft at the same distance from the plane of the cylinder axes, and the balancing of the unbalance of the three shafts arranged in a plane perpendicular to the symmetry plane of the cylinder axes.
Description
Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к технике уравновешивания рядных двух и четырехцилиндровых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания и предназначено для снижения возникающих в ходе рабочего процесса вибрационных сил и моментов, действующих на корпус двигателя.The utility model relates to mechanical engineering, namely, to the technique of balancing in-line two and four-cylinder four-stroke internal combustion engines and is intended to reduce the vibrational forces and moments arising during the working process that act on the engine casing.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство уравновешивания по патенту Великобритании №1498195, Кл. F 01 D 1/00, 1974 г. («механизм Мицубиси»), которое содержит два уравновешивающих вала, причем оси валов расположены в двух различных плоскостях, перпендикулярных плоскости осей цилиндров, параллельны и расположены на равном расстоянии от плоскости осей цилиндров (прототип).The closest in technical essence and the achieved result is a balancing device according to UK patent No. 1498195, CL. F 01 D 1/00, 1974 (“Mitsubishi mechanism”), which contains two balancing shafts, the shaft axes being located in two different planes perpendicular to the plane of the cylinder axes, parallel and equally spaced from the plane of the cylinder axes (prototype) .
Недостатком прототипа является неполная компенсация пульсаций опрокидывающего момента на первой или второй оборотной гармонике, так как «механизм Мицубиси» компенсирует только составляющую опрокидывающего момента, сдвинутого по фазе относительно первой и второй гармоники сил инерции на 90° («синусную» составляющую), но не компенсирует составляющую, находящуюся в одной фазе с гармоникой сил инерции («косинусную» составляющую).The disadvantage of the prototype is the incomplete compensation of pulsations of the overturning moment at the first or second reverse harmonic, since the Mitsubishi mechanism only compensates for the component of the overturning moment, phase-shifted relative to the first and second harmonics of inertia by 90 ° (the "sinus" component), but does not compensate a component that is in the same phase with the harmonic of the inertia forces (the "cosine" component).
Технический результат - повышение эффективности уравновешивания за счет применения компенсации как «синусной», так и «косинусной» составляющих опрокидывающего момента.The technical result is an increase in the efficiency of balancing due to the application of compensation of both the "sine" and "cosine" components of the tilting moment.
Это достигается тем, что устройство уравновешивания четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, содержащее уравновешивающие валы, оси которых расположены в двух различных плоскостях, перпендикулярных плоскости осей цилиндров, содержит три уравновешивающих вала, причем оси двух валов первого уровня расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости осей цилиндров на равных расстояниях от этой плоскости параллельно оси коленчатого вала, а третий вал расположен в плоскости, параллельной плоскости осей цилиндров, в которой заключен первый вал, параллельно первому валу на том же расстоянии от плоскости осей цилиндров, а уравновешивающие дебалансы всех трех валов расположены в плоскости симметрии перпендикулярной плоскости осей цилиндров.This is achieved by the fact that the balancing device of four-stroke internal combustion engines containing balancing shafts, the axes of which are located in two different planes perpendicular to the plane of the axes of the cylinders, contains three balancing shafts, and the axes of the two shafts of the first level are located in a plane perpendicular to the plane of the axes of the cylinders distances from this plane parallel to the axis of the crankshaft, and the third shaft is located in a plane parallel to the plane of the axes of the cylinders, in which n first shaft parallel to the first shaft at the same distance from the plane of the cylinder axes, and the balancing of the unbalance of the three shafts arranged in a plane perpendicular to the symmetry plane of the cylinder axes.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, когда к корпусу двигателя приложены суммарная сила инерции и суммарный опрокидывающий момент от газовых сил и сил инерции, а на фиг.2 представлена схема, когда уравновешивающие валы повернулись на 90°, то есть коленчатый вал 1 повернулся на 90° в случае двухцилиндрового двигателя или на 45° в случае четырехцилиндрового двигателя.Figure 1 presents a diagram of the proposed device, when the total inertia force and the total overturning moment from gas forces and inertia forces are applied to the engine body, and Fig. 2 shows a diagram when the balancing shafts rotated 90 °, that is, the crankshaft 1 turned 90 ° for a two-cylinder engine or 45 ° for a four-cylinder engine.
Устройство уравновешивания четырехтактных двигателей внутреннего сгорания содержит коленчатый вал 1 и три уравновешивающих вала: левый верхний 2, правый верхний 3 и левый нижний 4 (фиг.1 и 2) с уравновешивающими массами соответственно 5, 6 и 7. Коленчатый вал 1 и левый верхний уравновешивающий вал 2 вращаются по часовой стрелке, а остальные уравновешивающие валы 3 и 4 - против часовой стрелки. Для двухцилиндровых двигателей частота вращения уравновешивающих валов равна частоте оборотов коленчатого вала, а для четырехцилиндровых - удвоенной частоте вращения всех валов и синхронна с вращением коленчатого вала 1. Обеспечение такой синхронности может быть достигнуто различными средствами: применением зубчатых передач, применением зубчатых ременных передач, применением цепных передач, применением средств механотроники с использованием дискретных датчиков угловой скорости и положения их на коленчатом валу и на уравновешивающих валах и использованием прецизионных электроприводов, The balancing device of four-stroke internal combustion engines contains a crankshaft 1 and three balancing shafts: the upper left 2, the upper right 3 and the lower left 4 (FIGS. 1 and 2) with balancing masses 5, 6 and 7, respectively. The crankshaft 1 and the left upper balancing the shaft 2 rotates clockwise, and the remaining balancing shafts 3 and 4 counterclockwise. For two-cylinder engines, the speed of balancing shafts is equal to the rotational speed of the crankshaft, and for four-cylinder engines, twice the speed of all shafts and synchronous with the rotation of the crankshaft 1. This synchronization can be achieved by various means: the use of gears, the use of gear belt drives, the use of chain gears, using mechatronics using discrete angular velocity sensors and their position on the crankshaft and on balancing x shafts and using precision actuators,
управляемых по сигналам датчиков или комбинацией перечисленных средств (на чертеже не показано).controlled by the signals of sensors or a combination of the listed means (not shown in the drawing).
Оси двух валов первого уровня: левый верхний 2, правый верхний 3 расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости осей цилиндров (на чертеже не показано) на равных расстояниях от этой плоскости параллельно оси коленчатого вала 1, а третий вал - левый нижний 4 расположен в плоскости, параллельной плоскости осей цилиндров, в которой заключен первый вал (левый верхний 2), параллельно первому валу на том же расстоянии от плоскости осей цилиндров, а уравновешивающие дебалансы (массы 5, 6, 7) всех трех валов 2, 3, 4 расположены в плоскости симметрии, перпендикулярной плоскости осей цилиндров.The axes of the two shafts of the first level: the upper left 2, the upper right 3 are located in a plane perpendicular to the plane of the axes of the cylinders (not shown) at equal distances from this plane parallel to the axis of the crankshaft 1, and the third shaft - the lower left 4 is located in the plane parallel to the plane of the cylinder axes, in which the first shaft (upper left 2) is enclosed, parallel to the first shaft at the same distance from the plane of the cylinder axes, and balancing unbalances (masses 5, 6, 7) of all three shafts 2, 3, 4 are located in the plane symmetry, per pendicular to the plane of the axes of the cylinders.
Устройство уравновешивания четырехтактных двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.The balancing device four-stroke internal combustion engines works as follows.
Два вала, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной плоскости осей цилиндров, вращаются в противоположные стороны, а вал, расположенный на другом уровне, вращается в направлении противоположном вращению вала, расположенного на первом уровне с той же стороны относительно плоскости осей цилиндров.Two shafts located in one plane perpendicular to the plane of the axes of the cylinders rotate in opposite directions, and a shaft located at a different level rotates in the direction opposite to the rotation of the shaft located on the first level from the same side relative to the plane of the axes of the cylinders.
Дебалансы уравновешивающих валов равны: вала 2 - D1; вала 3 - D1+D2;The imbalances of the balancing shafts are equal: shaft 2 - D 1 ; shaft 3 - D 1 + D 2 ;
вала 4 - D2. Каждый дебаланс равен Di=miri, где mi - неуравновешенная масса, ri -эксцентриситет массы mi.shaft 4 - D 2 . Each unbalance is equal to D i = m i r i , where m i is the unbalanced mass, r i is the eccentricity of the mass m i .
Рассмотрим схему определения дебалансов.Consider the scheme for determining the unbalance.
В результате теоретических и экспериментальных исследований найдено, что к корпусу двигателя приложены суммарная сила инерции и суммарный опрокидывающий момент от газовых сил и сил инерции (фиг.1).As a result of theoretical and experimental studies, it was found that the total inertia force and the total overturning moment from the gas forces and inertia forces were applied to the engine casing (Fig. 1).
Отсчет ведется от положения φ=0 в верхней мертвой точке для двухцилиндрового двигателя или в нижней для четырехцилиндрового двигателя (фиг.1). На фиг.2 показано положение, когда уравновешивающие валы повернулись на 90°, то есть коленчатый вал 1 повернулся на 90° в случае двухцилиндрового двигателя или на 45° - в случае четырехцилиндрового двигателя.The count is carried out from the position φ = 0 at the top dead center for a two-cylinder engine or at the bottom for a four-cylinder engine (Fig. 1). Figure 2 shows the position when the balancing shafts rotated 90 °, that is, the crankshaft 1 turned 90 ° in the case of a two-cylinder engine or 45 ° in the case of a four-cylinder engine.
Из фиг.1 и 2 получим требуемые величины дебалансов и расстояния между валами вдоль оси цилиндровFrom figure 1 and 2 we get the required values of the unbalance and the distance between the shafts along the axis of the cylinders
где - угловая скорость вращения валов 2, 3 и 4 на одинарной или двойной частоте оборотов коленчатого вала 1.Where - the angular velocity of rotation of the shafts 2, 3 and 4 at a single or double speed of rotation of the crankshaft 1.
Таким образом определяются все параметры устройства уравновешивания, полностью компенсирующие вибрационные возмущения от неуравновешенных сил первого порядка для двухцилиндровых двигателей и гармонике опрокидывающего момента на частоте оборотов коленчатого вала для четырехцилиндровых двигателей, а также гармоники опрокидывающего In this way, all the parameters of the balancing device are determined, which completely compensate for vibration disturbances from unbalanced first-order forces for two-cylinder engines and the tipping moment harmonic at the crankshaft speed for four-cylinder engines, as well as the tipping harmonic
момента от газовых сил и сил инерции на двойной частоте оборотов коленчатого вала 1.torque from gas forces and inertia forces at the double speed of the crankshaft 1.
Параметры дебалансов валов определяются из следующих расчетных формул. Если теоретически или экспериментально определены суммарная неуравновешивающая сила инерцииShaft unbalance parameters are determined from the following calculation formulas. If theoretically or experimentally determined the total unbalancing force of inertia
и опрокидывающий моментand overturning moment
, ,
действующего на корпус двигателя на соответствующей гармонике, то дебаланс вала первого уровня со стороны расположения вала другого уровня определится какacting on the engine casing at the corresponding harmonic, then the unbalance of the shaft of the first level from the location of the shaft of another level is determined as
, ,
где ω - частота вращения уравновешивающих валов.where ω is the frequency of rotation of the balancing shafts.
Дебаланс третьего вала на втором уровне с той же стороны, что и первый вал равенThe imbalance of the third shaft at the second level on the same side as the first shaft is
, ,
где h1 - расстояние между первым и вторым валом на одном уровне, причем дебалансы первого и третьего вала имеют фазу 180°.where h 1 is the distance between the first and second shaft at the same level, and the unbalances of the first and third shaft have a phase of 180 °.
Дебаланс второго вала, расположенного на одном уровне с первым валом, симметрично относительно плоскости осей цилиндров, равенThe imbalance of the second shaft, located at the same level with the first shaft, symmetrically relative to the plane of the axes of the cylinders, is
а расстояние между уровнями расположения первых двух валов и третьего вала определится, какand the distance between the levels of the first two shafts and the third shaft is determined as
Вращение первого (D1) и второго (D2) вала происходит в одной фазе.The rotation of the first (D 1 ) and second (D 2 ) shaft occurs in one phase.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117572/22U RU61794U1 (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | DEVICE FOR STABILIZING FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117572/22U RU61794U1 (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | DEVICE FOR STABILIZING FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU61794U1 true RU61794U1 (en) | 2007-03-10 |
Family
ID=37993414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006117572/22U RU61794U1 (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | DEVICE FOR STABILIZING FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU61794U1 (en) |
-
2006
- 2006-05-22 RU RU2006117572/22U patent/RU61794U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1983215A1 (en) | Reciprocating piston machine and internal combustion engine | |
JPS6131332B2 (en) | ||
US4300493A (en) | Engine balancer for a four cylinder in-line internal combustion engine | |
RU2769415C1 (en) | Internal combustion piston engine with generator | |
RU61794U1 (en) | DEVICE FOR STABILIZING FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
JPH0285544A (en) | Balance device | |
JPS5835880Y2 (en) | Balancer device for reciprocating piston engine | |
KR20130046390A (en) | Mass balancing device for an internal combustion engine | |
JP2010169045A (en) | Balance device in multicylinder internal combustion engine | |
KR870000707B1 (en) | First-order balance device for an internal combustion engine | |
JP6866996B2 (en) | engine | |
JPH0223741B2 (en) | ||
JP6278247B2 (en) | 4 cycle engine | |
JPH0774661B2 (en) | Balancer device for V8 cylinder engine | |
JP2000249191A (en) | Arrangement for mass balance and/or moment balance of reciprocating internal-combustion engine | |
JPH0118914Y2 (en) | ||
JPH0337453A (en) | Twelve-cylinder engine with balancer | |
JPS6111552Y2 (en) | ||
JPH08193643A (en) | Balancer for v-type eight-cylinder four-cycle engine | |
Zhang et al. | Dynamic Analysis of the Crank Train in a Single Cylinder Diesel Engine Using a Lumped Parameter Method | |
JPS6123956Y2 (en) | ||
JPH04307145A (en) | Balancer unit in straight four-cylinder internal combustion engine for vehicle | |
JPH0110512Y2 (en) | ||
JPS5471210A (en) | Vibration reducing device of internal combustion engine with odd numbered cylinder | |
Patterson | Engine torque and balance characteristics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110523 |