SU1721278A1 - Поршневой двигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к поршневым двигател м. Целью изобретени   вл етс  увеличение ресурса поршневой машины путем снижени  вибрации за счет одновременного уравновешивани  момента сил инерции второго пор дка и опрокидывающего момента от этих сил. Поршневой двигатель содержит корпус с цилиндрами, поршни 1, шатуны 2, соедин ющие поршни 1 с коленчатым валом 3, кривошипы которого расположены в одной плоскости. Противовесы 4 и 5 с шестерн ми вход т в зацепление с приводными шестерн ми 6 и 7, диаметр делительной окружности которых в 2 раза больше диаметра шестерен противовесов 4 и 5, кинематически св занных с коленчатым валом 3. Противовесы 4 и 5 расположены по разные стороны двух взаимно перпендикул рных плоскостей, одна из которых проходит через оси цилиндров 8, а друга  - через ось вращени  коленчатого вала 3, причем рассто ние между центрами установки противовесов 4 и 5 вдоль оси цилиндров находитс  в пределах от L до L + R, где L - длина шатуна, R - радиус кривошипа коленчатого вала 3. Поршни 1, перемеща сь в цилиндрах 8, вращают коленчатый вал 3, а также приводные шестерни 6 и 7. При этом противовесы 4 и 5 вращаютс  со скоростью в 2 раза больше, чем коленчатый вал 3. Установка противовесов 4 и 5 по указанным зависимост м позвол етуравновесить силы инерции второго пор дка и опрокидывающего момента от этих сил. 4 ил. сл с тшА к ««at ю 4 00

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности, к поршневым двигател м .

Известен четырехцилиндровый поршневой двигатель, например АЗЛК-407, с кривошипами коленчатого вала, расположенными под углом 180°, Силы инерции первого пор дка в таком двигателе взаимно уравновешиваютс . Центробежные силы вращающихс  масс также взаимно уравно- еешиваютс . Силы инерции второго пор дка при любом положении коленчатого вала равны между собой и имеют одинаковое направление вдоль осей цилиндров. Равнодействующа  этих сил может быть уравновешена только методом дополнительных валов с противовесами типа механизма Ланчестера.

Однако опрокидывающий момент в этих двигател х не уравновешиваетс .

Известен также одноцилиндровый пор- шневой двигатель с кривошипом коленчатого вала, содержащим корпус, цилиндр, размещенный в цилиндре поршень, коленчатый вал, шатун, соедин ющий поршень с коленчатым валом, пару противовесов типа механизма Ланчестера, установленных с возмжностью вращени  в противоположные стороны и кинематически св занные с коленчатым валом с передаточным отношением 2:1.

Недостатком известного двигател   вл етс  то, что у него не уравновешен опрокидывающий момент, вызывающий значительные вибрации поршневой машины.

Целью изобретени   вл етс  увеличе- ние ресурса поршневой машины путем снижени  вибрации за счет одновременного уравновешивани  момента сил инерции второго пор дка и опрокидывающего момента от этих сил.

В предлагаемом поршневом двигателе с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости, содержащем корпус, цилиндры, размещенные в цилиндрах поршни, коленчатый вал, шатуны, сое- дин ющие поршни с коленчатым валом, по меньшей мере пару противовесов, установленных в возможностью вращени  в противоположные стороны и кинематически св занные с коленчатым валом с передаточ- ным соотношением 2:1, противовесы расположены по разные стороны двух взаимно перпендикул рных плоскостей, одна из которых проходит через оси цилиндров, а втора  - через ось вращени  коленчатого вала , при- чем рассто ние между центрами установки противовесов вдоль оси цилиндров находитс  в пределах от L до L + R, где L - длина шатуна, R - радиус кривошипа коленчатого вала.

В предлаг аемом поршневом двигателе противовесы уравновешивающего механизма расположены по разные стороны двух взаимно перпендикул рных плоскостей , одна из которых проходит через оси цилиндров, а втора  - через ось вращени  коленчатого вала, причем рассто ние между центрами установки противовесов вдоль оси цилиндров находитс  в пределах от L до L + R, где L - длина шатуна, R - радиус кривошипа коленчатого вала. Благодар  наличию новых существенных признаков в поршневом двигателе одновременно уравновешиваютс  силы инерции второго пор дка и опрокидывающий момент от этих сил, что приводит к снижению вибрации и увеличению ресурса поршневой машины. Решение такой задачи необходимо в случае применени  поршневых двигателей с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого поршневого двигател , вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - расположение противовесов в предлагаемом поршневом двигателе, вид спереди; на фиг.4 - график изменени  опрокидывающего момента в зависимости от угла а поворота коленчатого вала.

Предлагаемый поршневой двигатель с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости, состоит из поршней 1, шатунов 2, св занных с коленчатым валом 3, противовесов 4 и 5 с шестерн ми, вход щими в зацепление с приводными шестерн ми 6 и 7, имеющими диаметр делительной окружности в 2 раза больше диаметра шестерен противовесов 4 и 5. Поршни 1 перемещаютс  в цилиндрах 8, наход щихс  в одной плоскости. Противовесы 4 и 5 расположены вдоль осей цилиндров на рассто нии от L до (L + R) в корпусе 9.

Поршневой двигатель работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала 3 поршни 1 шатун 2 создают силы инерции. От коленчатого вала 3 через шестерни 6 и 7 привод тс  противовесы 4 и 5, вращающиес  2 раза быстрее коленчатого вала.

Противовесы 4 и 5 (фиг.З) уравновешивают силы инерции второго пор дка Рп и, кроме

р

того, создают моменты L sin 2a или

р

Мур - (L + R) sin2 a , который одновременно уравновешивает опрокидывающий момент поршневой машины. Изменение опрокидывающего момента поршневой машины в зависимости от угла поворота коленчатого вала приведено на фиг.4 (сплошна  лини ). Здесь же показаны моменты, которые создают противовесы уравновешивающего механизма, разнесенные на рассто ние L (пунктирна  лини ) и L + R (штрих-пунктирна  лини ), и остаточна  неуравновешенность после уравновешивани  опрокидывающего момента противовесами уравновешивающего механизма. На фиг.4

показаны моменты, отнесенные к .

т.е. к половине произведени  силы инерции второго пор дка на длину шатуна.

В результате уравновешивани  останутс  моменты Mi и М2 (фиг.4, крива  1 и 2), величины которых меньше исходного опрокидывающего момента в 2 раза и более. Из графика (фиг.4) видно, что при выполнении плеча меньше L и при увеличении плеча больше, чем L + R, остаточный опрокидывающий момент увеличиваетс . Таким образом , противовесы должны быть разнесены на рассто ние L или (L + R).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Поршневой двигатель с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной

   плоскости, содержащий корпус, цилиндры, размещенные в цилиндрах поршни, коленчатый вал, шатуны, соедин ющие поршни с коленчатым валом, по меньшей мере пару противовесов, установленных с возможно0 стью вращени  в противоположные стороны и кинематически св занных с коленчатым валом с передаточным отношением 2:1, о т л и- чающийс  тем, что, с целью увеличени  ресурса путем снижени  вибрации, проти5 вовесы расположены по разные стороны двух взаимно перпендикул рных плоскостей , одна из которых проходит через оси цилиндров, а втора  - через ось вращени  коленчатого вала, причем рассто ние меж0 ду центрами установки противовесов вдоль оси цилиндров находитс  в пределах L - (L + R), где L - длина шатуна, R - радиус кривошипа коленчатого вала.

   Физ.З

   ФигЛ