RU8066U1 - Упругий шатун - Google Patents

Abstract

1. Упругий шатун, содержащий поршневую и кривошипную головки, связанные между собой посредством разрезного стержня, состоящего из двух частей, каждая из которых имеет наконечник, и соединяющего их упругого звена, отличающийся тем, что один наконечник выполнен в виде поршня, другой - установочного под него стакана, оба жестко смонтированы на фланцах, нажимном и опорном соответственно, соединенных резьбовыми шпильками, а упругое звено выполнено в виде пружин сжатия, одна из которых размещена на стакане, другие - обратные, по меньшей мере две, - на соответствующих шпильках в разъемных упорных вкладышах, помещенных между торцем нажимного фланца и регулировочными крепежными гайками, а под поршнем в стакане помещена демпфирующая подушка.2. Шатун по п.1, отличающийся тем, что подушка выполнена в виде вкладыша с высотой, равной длине обратных пружин в свободном состоянии, и из упругой резины.

Description

УПРУГИЙ ШАТУН

Полезная модель относится к машиностроению, а именно

к дв этелестроению и может быть использована в различных поршневых машинах и при разработке исполнительного кривоЈипн зтуннсго механизма (КНШ с упругими оречь,

.1звеслны шатуны машин, ycwj.ui4cuw.iwn формой поперечного сечения и размерами, например, двутавровые, круглые или кольцевые. На шатун двигателя внутреннего сгорачия действует, как правило, переменная нагрузка, вдоль оси шатуна, и сила инерции, изгибающая его в плоскости движения. Эта сила обычно не вызывает высоких напряжений, величина се достигает максимума, когда основная нагрузка, действующг - по оси шатуна, невелика. Поперечные колебания шатуна могут оказывать влияние на напряженность шатуна только в тех случаях, когда его собственная частота колебаний низка (I). Наиболее опасными местами стержня шатуна являются его сечение с наименьшей площадью и место перехода от стержня к кривошипной головке.

J двигателях внутреннего сгорания, работающих при высоких числах оборотов, коэффициет динамического усиления силы, действующей вдоль шатуна, может достигнуть значительной вел№ -ш при быстром нарастании ожидающей силы.

Для увеличения продольной устойчивости шатуна в отноше нии осевой сжимающей силы и изгибающего момента от сил инерции г плоскости движения шатуна, разработаны шатуны с разре ным сгзржнем, части которого соединены посредством аккумуляр тора энергии - упругого элемента, повышающего надежность и долговечность шатуна, его КПД. Лзвестен упруги шатун (2), содержащий два штока и соединяющее их упругое звено, выполненное в виде вкладша и двух :ггужин сжатия, установленных в двух соединенных посредjTBck резьбы стаканах, одш из стаканов БЬГПОЛНОЧ с пазом, в котором установлен упорный элемент, соединенный со штоком и контактирующий посредством пружины с торцом второго стакана, а вторая пружина размещена между вкладышем, контактирующим с торцом первого стакана и упорным буртиком, выполненном на втором штоке. Такое выполнение шатуна за счет уменьшения пусковых нагрузок без искажения закона установившегося движения ведомого ззена позволит повысить 1ЩД конструкции. Однако шатун ассчитан на небольшие нагрузки. ifeвестей шатун (3) двигателя внутреннего сгорания, содержащий поршневую и кривошипные головки, связанные между собой посредством разрезного, состоящего из двух частей стержня. Части стержня жестко связаны одними концами с головками, е между другими - установлен упругий элемент. Стеркень снабжен двумя вильчатыми наконечниками на его частях, каждый из которых выполнен с двумя парами проушин. Одна пара имеет соосные отверстия под крепежные элементы и жестко связано с соответствующей частью стержня, другая - соосные отверстия под соединительный палец и создинена с упругим элементен. гпругий элемент выполнен в виде цилиндрической втулки из пру :инной стали и размещенного в ней сменного пакета цилиндри еских пластинчатых пружин разной толщины, причетi пружины размещены между Енутреннзй поверхностью втулки и указа- - -- ™Г Т-Ч - - 7в -ннымг соединительными пальцами.

упругий элемент смягчает удары поршня о ваулку цлдиадра, что позволяет повысить надежность и долговечность двигателя а счет снижения вибрации деталей кривошппнс-шатунного механизма.

Однако известный шатун затруднен при регулировании его характеристик и усложнен за счет предложенной конструкции упругого звена.

Задачей предлагаемой полезной модели является упроще чие настаивания требуемых хепактегистик шатуна - .-т этиней но-упругих до жестких, при сохранении уменьшенных пусковых нагрузок без искажения закона установившегося движения, а такжо улучшение весогабаритнкх показателей и упрощение монтажа шатуна на коленчатом валу.

Поставленная задача решается предлагаемой полезной моделью - упругим шатуном, содержащим поршневую и кривошипную головки, связанные мегеду собсй посредством разрезного стержня, состоящего из дву частей, каждая из которых имеет на онечнил, и соединяющего их упругого звена, в котором согласие предложению, один наконечник выполнен в виде поршня, другой - установочного под него стакана, оба жестко смонтированы не фланцах, нажимном и опорном соответственно, соединенных резьбовыги шпильками, а упругое звено выполнено в виде пружин сжатия, одна из которых размещена на стакане, другие - обратные, по меньшей мере две, - на соответствующих шпильках в разъемных упорных вкладышах, помещенных между торцем нажимного шанца и регулировочными крепежными гайками, а в стакане под поршнем помещена демпфирующая подушка.

из упругой резины, высотой, равной длине обрэтны прууин в свободном состоянии.

Полезная модель обеспечивает увеличение срока службы поршневой группы и позволяет уменьшить затраты на выявление оптимального варианта шатуна при разработке КШМ за счет расширения диапозона бесступенчатого регулирования смещения

центра масс шатуна, обеспечиваемого предлагаемой упругой

связью меящу его частями; упрощает настраивание характеристик оатуна, простого з изготовлении и обслуживании.

Заявителю не известны конструкции шатунов с предлагаемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о новизне предложенного решения технической задачи.

Предлагаемый шатун поясняется чертежами, где на фиг Л показан его общий вид с частичным разрезом; на фиг.2 - вид сверху.

Шатун включает Б себя поршневую головку I, кривошипную головку 2, разрезной стержень 3, состоящий из двух частей 4 и 5, которые одними концами жестко, связаны с головками I и 2, а между другими концами, имеющими наконечники б и 7, установлено соединяющее их упругое звено 8. Один наконечник 6 выполнен в виде поршня, другой - 7 - установочного под поршень стакана, оба смонтированы (или выполнены за одно целое) на фланцах, нажимном 9 и опорном 10 соответственно. Фланць; 9,10 соединены резьбовыми шпильками П. Упругое звено 8 выполнено в виде пружин сжатия, одна 12 из которых установлена на стакане 7, другие 13 - обратные, по меньшей мере две, - на соответствующих дыух шпильках II (при пре ыуцествс ..ом iiciic.is-n-nHii - па четырех шпилоках II и соответствен не четыре пружины 13),помещены в разъемные упсрнь-с вкладыши

- 4

14, установленные между торцем нажимного фланца 9 и регулировочными гайками 15. В стакане 7 под поршнем б установлена демпфирующая подушка 16, выполненная в виде вкладыша по внутренней поверхности стакана 7 с высотой, равной длине обратной пружины 13 в ее свободном состоянии и из упругой резины. Требуемая характеристика шатуна настраивается гайками 15,затяги.-.::за:и и подяимаощини пружины 13, вклады::и ; .: -с,.-, фланца 9, противодействующего усилиям пружины 12 и подуззкя -.С. Работа шатуна заключаемся в следующем: При работе двигателя сила давления газов на поршень воспринимается упругим звеном 8, в результате чего пружина 12 снимается; в момент воспламенения при повышенное сжатии демпфирующая подушка 16 воспринимает на себя резкое повышение давления в камере сгорания, что позволит коленчатому волу, который находится в положении верхней мертвой точки,провернуться на несколько градусов и смягчить последствия детонации, т.е. снизить максимальное давление в камере сгорания, смягчить удары в подшипниках кривошипно-шатунного механизма, уменьшить вибрацию и динамические нагрузки.

3 процессе возвратно-поступательного движения поршня двигателя шатун совершает качательные движения, при которых происходит как смещение общей оси стержня шатуна от оси симметрии, так и сокращение общей длины шатуна, при этом пружина 12 и подушка 16 элемента 8 деформируется и смягчает удары поршня о гчильзу цилиндра. При выходе на установившийся режиг действующие на шатун силы уменьшаются, шатун становится жестким, поскольку сила зетяжки пружин 13 больше, чем действующая на шатун пусковая сила.

- 5 Опытный образец предлагаемого упругого шатуна был изготовлен, проведены стендовые испытания, подтвердившие преимущества предложения.

С применением предложенного шатуна в двигателях внутL ciri- . v .rO;-a.b:vi -Jrti-I-K UA U-i .. nuu Улинеп иа ШЗТуННО-ПОрШНеВОЙ

группы, шатунных и коренных подшипников силового механизма: повышаются мошностные и экономические показатели за счет обеспечения возможности применения более дешевых низкооктановых бензинов при относительно повышенной эффективности степени сжатия (для бензиневык ДВС); более дешевых материале ч для изготовления элементов шатуна; улучшаются характеристики сгорания рабочей смеси, способствующие снижению набт.сеа давления на элементы кривошипночпатунного механизма в области верхней мертвой точки и тем самым повышению их моторесурса ( в дизелях).

Внедрение предлагаемой конструкции будет способствовать снижению интенсивности вибрации и шума, кавитационных разпушених втулок цилиндров, скорости изнашивания цилиндрепоршневой группы, в целом увеличению надежности и срока службы пег-шневой машины. Всё вышесказанное позволяет сделать вывод с существенности и целесообразности предложения, его ПрОМЫШЛеННОМ ПРЛИТТРПГгиТШППГ

Йсшшл шаюрцАции

I. Справочник машиностроителя., под редакцией Н.С.Ачеркана, том 4, Cruki, стр.55о, М. ,. Зг. аналог ;

Claims (2)

1. Упругий шатун, содержащий поршневую и кривошипную головки, связанные между собой посредством разрезного стержня, состоящего из двух частей, каждая из которых имеет наконечник, и соединяющего их упругого звена, отличающийся тем, что один наконечник выполнен в виде поршня, другой - установочного под него стакана, оба жестко смонтированы на фланцах, нажимном и опорном соответственно, соединенных резьбовыми шпильками, а упругое звено выполнено в виде пружин сжатия, одна из которых размещена на стакане, другие - обратные, по меньшей мере две, - на соответствующих шпильках в разъемных упорных вкладышах, помещенных между торцем нажимного фланца и регулировочными крепежными гайками, а под поршнем в стакане помещена демпфирующая подушка.

2. Шатун по п.1, отличающийся тем, что подушка выполнена в виде вкладыша с высотой, равной длине обратных пружин в свободном состоянии, и из упругой резины.