WO2022186729A1 - Система балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя (варианты) - Google Patents
Система балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022186729A1 WO2022186729A1 PCT/RU2022/050061 RU2022050061W WO2022186729A1 WO 2022186729 A1 WO2022186729 A1 WO 2022186729A1 RU 2022050061 W RU2022050061 W RU 2022050061W WO 2022186729 A1 WO2022186729 A1 WO 2022186729A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- balancing
- shaft
- balancing shaft
- shafts
- crankshaft
- Prior art date
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
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
- F02B75/06—Engines with means for equalising torque
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
- F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
Definitions
- the invention relates to a shaft balancing system in a two-cylinder four-stroke engine.
- An automotive-type piston engine is known (see US 5375571 C, 12/27/1994), made in the form of a V-shaped engine with a camshaft, a balancing shaft assembly located in the cavity between the cylinder banks, consisting of a pair of coaxially mounted balancing shafts of the first and second order , located one inside the other, each of which has diametrically opposed counterweights on opposite sides from the center of the shaft, acting on torques to eliminate residual first and second order inertial unbalance moments that occur during normal engine operation, and have not been compensated before by conventional counterweights, mounted on the crankshaft of the engine.
- the objective of the present invention is to reduce the vibration load on a two-cylinder four-stroke engine, vehicle chassis, power plant housing (such as a fire pump, generator), minimize the size and weight of the engine, increase the engine life as a whole and reduce its cost.
- This problem is solved by creating a design of a system of balancing shafts of the first order (compensate forces and moments of the first order, rotate at a speed equal to the speed of rotation of the crankshaft) with a minimum center distance between the crankshaft and balancing shafts, by optimizing the trajectory of the balance shaft relative to the lower head of the connecting rod when turning crank mechanism at angles from 55 to 95 degrees from top dead center (TDC) towards the balancing shafts.
- TDC top dead center
- the distance between the extreme point of the lower head of the connecting rod and the balance shaft remains virtually unchanged, compared with bright a pronounced minimum when making cuts in the balancing shafts without deviating from the vertical at angles A and B, which in turn leads to minimization of the dimensions and weight of the engine, and is relevant for sports motors and motors operating in conditions of a close layout of the engine compartment, without loss of strength of the balancing shaft in the narrowest sections. If necessary, the depth of cut can be reduced, while maintaining the center distance between the crankshaft and balancing shaft.
- this design of the balancing shafts makes it possible to increase the reliability of the parts of the crank mechanism and the engine as a whole (avoiding breakage or jamming, if foreign particles get into the gap between the balancing shaft and the connecting rod).
- the system of balancing shafts of a two-cylinder four-stroke engine containing a crankshaft, connecting rods with an upper and lower head, a pair of coaxially mounted balancing shafts, including the first and second balancing shafts, each of which has diametrically opposed counterweights, plain bearings, toothed wheels, both balancing shafts are located on one side of the crankshaft, have opposite directions of rotation, the same rotation frequency, in the areas where the connecting rod heads pass on each of the balancing shafts, a longitudinal-transverse cut is made, the inner edge of which in the cross section for the first balancing shaft is made under angle from 1 to 15 degrees from the vertical, the angle is determined in the direction opposite to the direction of rotation of the first balancing shaft, for the second balancing shaft the inner edge of the cut in the cross section is made at an angle of 1 to 20 degrees from vertical, the angle is determined by the direction of rotation of the second balancing shaft, the counterweight of the first
- the balancing shafts in order to ensure the cranking of the first (rotating in the same direction as crankshaft) of the balancing shaft relative to the connecting rod, its counterweight has to be transferred from the plane of the cylinder axis (perpendicular to the axis of the crankshaft in which the connecting rod moves) to the central zone, where the crankshaft has a narrow cylindrical section and does not have eccentrically moving elements.
- the counterweight made with an additional support allows you to maximize the reliability of the assembly as a whole, by eliminating the negative effects of cantilever fastening.
- the second balancing shaft due to its small dimensions and the small distance between the third and fourth plain bearings, may well work based on half of the third plain bearing.
- the system of balancing shafts of a two-cylinder four-stroke engine containing a crankshaft, connecting rods with an upper and lower head, a pair of coaxially mounted balancing shafts, including the first and second balancing shafts, each of which has diametrically opposed counterweights, plain bearings, toothed wheels, both balancing shafts are located on one side of the crankshaft, have opposite directions of rotation, the same rotation frequency, in the areas where the connecting rod heads pass on each of the balancing shafts, a longitudinal-transverse cut is made, the inner edge of which in the cross section for the first balancing shaft is made under angle from 1 to 15 degrees from the vertical, the angle is determined in the direction opposite to the direction of rotation of the first balancing shaft, for the second balancing shaft the inner edge of the cut in the cross section is made at an angle of 1 to 20 degrees from vertically, the angle is determined by the direction of rotation of the second balancing shaft, the counterweight of the first
- the cantilevered counterweight makes it possible to use the space between the second and third plain bearings of the balancing shafts as efficiently as possible, minimizing the dimensions and mass of the first balancing shaft in the axial direction, which in turn leads to a reduction in the mass and dimensions of the body parts and the engine as a whole, and allows to simplify as much as possible and make it cheaper the design of the balancing system, as well as remove the thrust bearings (59, 60) and stops (39, 57) of the balancing shafts from the design.
- balancing shafts installed coaxially on one side of the crankshaft, having opposite directions of rotation and the same speed, is able to balance the inertia force of the crank mechanism, the connecting rods of which are mounted on the engine crankshaft.
- Figure 1 shows a General view of the balancing shaft system for a two-cylinder four-stroke engine, with the connecting rod heads located at the maximum distance from the balancing shafts.
- Figure 2 dynamic diagram of the distribution of forces of the crank mechanism in the system of balancing shafts
- Figure 4 is a top view of the balance shaft system for a two-cylinder four-stroke engine, in accordance with the first embodiment of the invention
- Figure 5 is an enlarged image of the counterweight of the first balancing shaft and the plain bearing of the second balancing shaft, in accordance with the first variant of the invention
- Figure 6 is an enlarged image of the counterweight of the first balancing shaft and the plain bearing of the second balancing shaft, in accordance with the second variant of the invention
- Figure 7 is an image of the location and shape of the cut profile made on the second balancing shaft
- FIG. 9 is an enlarged image of the location and shape of the cut profile made on the first balancing shaft, in accordance with the second variant of the invention
- Figure 10-11 - shows the cross-sectional views A-A of the first balancing shaft, where the inner edge of the cut in the cross section is made at an angle A from the vertical, the angle is determined in the opposite direction of rotation of the first balancing shaft direction
- Fig.12-13 - shows the cross-sectional views B-B of the second balancing shaft, where the inner edge of the cut in cross section is made at an angle B from the vertical, the angle is determined by the direction of rotation of the second balancing shaft
- the balancing shaft system for a two-cylinder four-stroke engine contains the following elements:
- the crankshaft 1 has a shank 2, a central part 10, a first (front) main journal 3, a second main journal 9, a third main journal 11, a fourth (rear) main journal 15, a first (front) cheek 4, second cheek 7, third cheek 12, fourth (rear) cheek 16, counterweight 5 of the first (front) cheek 4, counterweight 8 of the second cheek 7, counterweight 13 of the third cheek 12, counterweight 17 of the fourth (rear) cheek 16, first (front) connecting rod neck 6, the second (rear) connecting rod journal 14.
- crankshaft 1 there is a boss for fastening the power take-off shaft 19, the drive gear 20 of the first balancing shaft 36, the drive gear 21 of the second balancing shaft 51, the first (front) main plain bearing 22, the second main plain bearing 23, third main plain bearing 24, fourth (rear) main plain bearing 25, first (front) connecting rod plain bearing 26, first (front) connecting rod 27 with connecting rod bolt 29 and bottom cover 2 8, the second (rear) connecting rod plain bearing 30, the second (rear) connecting rod 31 with the connecting rod bolt 33 and the bottom cover 32.
- the first plain bearing 47, the second plain bearing 48, and respectively the third plain bearing 49 , the fourth plain bearing 50 serve as bearings for the rotation of the first and second balancing shafts, and are designed to increase the service life of the engine crankcase and improve the maintainability of the engine as a whole.
- the second balancing shaft 51 has a first (front) support 52, a second (rear) 58 shaft support, a shaft counterweight 53, propyl (selection) of the shaft 54, gear wheel 56 of the shaft drive, stop 57 of the shaft, thrust bearing 60.
- the first balancing shaft 36 has a shank 37, the first (front) shaft bearing 38, the shaft stop 39, the central part of the shaft 40, the second shaft bearing 42, the counterweight 43 of the shaft installed in front of the plain bearing 45, the rear ) 44 of the shaft, the third bearing 45 of the shaft, the drive gear 46, thrust bearing 59. shaft.
- the end of the first balancing shaft enters the connecting sleeve bearing 45 by half the thickness of the bearing.
- the first balancing shaft 36 has a shank 37, the first (front) bearing 38 of the shaft, stop 39 of the shaft, the central part of the shaft 40, the second bearing 42 of the shaft, the rear cut (selection) 44 of the shaft, the counterweight 43 of the shaft, installed cantilevered in front of the plain bearing 45, mounted on the end of the second balancing shaft.
- the counterweight 43 of the first balancing shaft 36 is located between the main journals 9 and 11 of the crankshaft 1, making a cut 41 on the first balancing shaft 36, which allows the crankshaft 1 with the first 27 and second 31 connecting rods mounted on it to rotate freely, without touching while the first balancing shaft 36, respectively, which achieves a reduction in the weight of the structure, and creates an additional usable volume in the engine space.
- a cut 44 is made to facilitate the design and reduce the weight of the counterweight.
- the size and shape of the kerf 44 are similar to the dimensions and shape of the kerfs 41 and 54.
- the kerf 44 has the shape of a cut, and is also designed to facilitate the design and reduce the weight of the counterweight.
- the inner edge of the cut in the cross section A-A for the first balancing shaft is made at an angle A, in the range from 1 to 15 degrees from the vertical, the angle A is determined in the direction opposite to the direction of rotation of the first balancing shaft.
- the inner edge of the cut in the cross section B-B for the second balancing shaft is made at an angle B, in the range from 1 to 20 degrees from the vertical, the angle B is determined by the direction of rotation of the second balancing shaft.
- the balancing system of a two-cylinder four-stroke engine works as follows: the balancing shafts (36, 51) mounted on plain bearings (47, 48, 49, 50) are driven by the gear wheels (35, 46, 56) of the balancing shafts and the drive gear (20, 21), rotating crankshaft (1), and begin to rotate in opposite directions at the same speed.
- the counterweights (43, 53) mounted on the balancing shafts (36, 51) compensate for the forces of inertia arising in the crank mechanism, which performs reciprocating movements.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе балансировки валов в двухцилиндровом четырехтактном двигателе. Отличительной особенностью изобретения по первому варианту является то, что противовес первого балансировочного вала установлен перед подшипником скольжения, соединяющий выполненный в виде опоры конец первого балансировочного вала и выполненный в виде опоры конец второго балансировочного вала, конец первого балансировочного вала входит в соединяющий подшипник скольжения на половину толщины подшипника. А по второму варианту противовес первого балансировочного вала установлен консольно на конце самого вала перед подшипником скольжения, выполненным в виде опоры на конце второго балансировочного вала. Технический результат: снижение вибрационной нагрузки на двухцилиндровый четырехтактный двигатель, шасси транспортного средства, корпус энергетической установки (такой как пожарная помпа, генератор), минимализация габаритов и массы двигателя, увеличение ресурса двигателя в целом.
Description
Система балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя
(варианты)
Изобретение относится к системе балансировки валов в двухцилиндровом четырехтактном двигателе.
Известен поршневой двигатель автомобильного типа (см. US 5375571 С, 27.12.1994), выполненный в виде V-образного двигателя с распределительным валом, узлом балансировочных валов, расположенным во впадине между рядами цилиндров , состоящим из пары соосно установленных балансировочных валов первого и второго порядка, расположенных один внутри другого, каждый из которых имеет диаметрально противоположные противовесы на противоположных сторонах от центра вала, воздействующие на вращающие моменты для устранения остаточных моментов инерционного дисбаланса первого и второго порядка, которые возникают при нормальной работе двигателя, и не компенсировались до этого обычными противовесами, установленными на коленчатом валу двигателя.
В этом поршневом двигателе, наиболее близком к предлагаемому, основным недостатком является не надлежащее гашение вибрации в промежуточных точках, и снижение ресурса двигателя.
Задачей настоящего изобретения является снижение вибрационной нагрузки на двухцилиндровый четырехтактный двигатель, шасси транспортного средства, корпус энергетической установки (такой как пожарная помпа, генератор), минимализация габаритов и массы двигателя, увеличение ресурса двигателя в целом и снижение его стоимости.
Данная задача решается посредством создания конструкции системы балансировочных валов первого порядка (компенсируют силы и моменты первого порядка, вращаются со скоростью равной скорости вращения коленвала) с минимальным межосевым расстоянием между коленчатым и балансировочными валами, за счет оптимизации траектории прохождения балансировочного вала относительно нижней головки шатуна при повороте кривошипно-шатунного механизма на углы от 55 до 95 градусов от верхней мертвой точки (ВМТ) по направлению к балансировочным валам. Во всём этом диапазоне расстояние между крайней точкой нижней головки шатуна и балансировочным валом остается практически неизменным, по сравнению с ярко
выраженным минимумом при выполнении пропилов в балансировочных валах без отклонения от вертикали на углы А и В, что в свою очередь ведет к минимализации габаритов и массы двигателя, и актуально для спортивных моторов и моторов, работающих в условиях тесной компоновки моторного отсека, без потери прочности балансировочного вала в самых узких сечениях. При необходимости, глубину пропила можно уменьшить, при сохранении межосевого расстояния между коленчатым и балансировочными валами.
Кроме того, такая конструкция балансировочных валов позволяет повысить надежность деталей кривошипно-шатунного механизма и двигателя в целом (избегая поломки или заклинивания, в случае попадания в зазор между балансировочным валом и шатуном посторонних частиц).
Раскрытие изобретения
Для достижения указанного технического результата предлагается конструкция системы балансировочных валов в двухцилиндровом четырехтактном двигателе.
В соответствии с первым вариантом изобретения, система балансировочных валов двухцилиндрового четырехтактного двигателя содержащая коленчатый вал, шатуны с верхней и нижней головкой, пару соосно установленных балансировочных валов, включающую первый и второй балансировочный валы, на каждом из которых установлены диаметрально противоположные противовесы, подшипники скольжения, зубчатые колеса, оба балансировочных вала расположены по одну сторону от коленчатого вала, имеют противоположные направления вращения, одинаковую частоту вращения, в зонах прохождения головок шатунов на каждом из балансировочных валов выполнен продольно- поперечный пропил, внутренний край которого в поперечном сечении для первого балансировочного вала выполнен под углом от 1 до 15 градусов от вертикали, угол определяется в обратном направлению вращения первого балансировочного вала направлении, для второго балансировочного вала внутренний край пропила в поперечном сечении выполнен под углом от 1 до 20 градусов от вертикали, угол определяется по направлению вращения второго балансировочного вала, противовес первого балансировочного вала установлен перед подшипником скольжения, соединяющим, выполненный в виде опоры конец первого балансировочного вала и выполненный в виде опоры конец второго балансировочного вала, конец первого балансировочного вала входит в соединяющий подшипник скольжения на половину толщины подшипника .
В соответствии с первым вариантом выполнения балансировочных валов, для обеспечения проворачиваемости первого (вращающегося в том же направлении, что и
коленвал) балансировочного вала относительно шатуна, его противовес приходится переносить из плоскости оси цилиндра (перпендикулярной оси коленвала, в которой двигается шатун) в центральную зону, где коленвал имеет узкое цилиндрическое сечение и не имеет эксцентрично движущихся элементов. Выполненный с дополнительной опорой противовес позволяет максимально повысить надежность узла в целом, за счет устранения негативных эффектов консольного закрепления. При этом второй балансировочный вал из- за небольших габаритов и малого расстояния между третьим и четвертым подшипниками скольжения, вполне может работать опираясь на половину третьего подшипника скольжения.
В соответствии со вторым вариантом изобретения, система балансировочных валов двухцилиндрового четырехтактного двигателя содержащая коленчатый вал, шатуны с верхней и нижней головкой, пару соосно установленных балансировочных валов, включающую первый и второй балансировочный валы, на каждом из которых установлены диаметрально противоположные противовесы, подшипники скольжения, зубчатые колеса, оба балансировочных вала расположены по одну сторону от коленчатого вала, имеют противоположные направления вращения, одинаковую частоту вращения, в зонах прохождения головок шатунов на каждом из балансировочных валов выполнен продольно- поперечный пропил, внутренний край которого в поперечном сечении для первого балансировочного вала выполнен под углом от 1 до 15 градусов от вертикали, угол определяется в обратном направлению вращения первого балансировочного вала направлении, для второго балансировочного вала внутренний край пропила в поперечном сечении выполнен под углом от 1 до 20 градусов от вертикали, угол определяется по направлению вращения второго балансировочного вала, противовес первого балансировочного вала установлен консольно на конце самого вала перед подшипником скольжения, выполненным в виде опоры на конце второго балансировочного вала.
В соответствии с вторым вариантом выполнения балансировочных валов, для обеспечения проворачиваемости первого (вращающегося в том же направлении, что и коленвал) балансировочного вала относительно шатуна, его противовес приходится переносить из плоскости оси цилиндра (перпендикулярной оси коленвала, в которой двигается шатун) в центральную зону, где коленвал имеет узкое цилиндрическое сечение и не имеет эксцентрично движущихся элементов.
Консольно выполненный противовес позволяет максимально эффективно использовать пространство между вторым и третьим подшипниками скольжения балансировочных валов, минимизировав габариты и массу первого балансировочного вала в осевом направлении, что в свою очередь ведет к уменьшению массы и габаритов корпусных деталей, и двигателя в целом, и позволяет максимально упростить и удешевить
конструкцию балансировочной системы, а также убрать из конструкции упорные подшипники (59, 60) и упоры (39, 57) балансировочных валов.
Конструкция балансировочных валов согласно изобретению, установленных соосно по одну сторону от коленчатого вала, имеющих противоположные направления вращения и одинаковую частоту вращения, способна уравновесить силу инерции кривошипно- шатунного механизма, шатуны которого установлены на коленчатом валу двигателя.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1- фиг. 13.
На фиг.1 показан общий вид системы балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя, с головками шатунов, расположенными на максимальном удалении от балансировочных валов.
На фиг.2 - динамическая схема распределения сил кривошипно-шатунного механизма в системе балансировочных валов
На фиг.З - общий вид системы балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя, с головками шатунов на подходе к минимальному расстоянию до балансировочных валов
На фиг.4 - вид сверху системы балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя, в соответствии с первым вариантом изобретения
На фиг 5 - увеличенное изображение противовеса первого балансировочного вала и подшипника скольжения второго балансировочного вала, в соответствии с первым вариантом изобретения
На фиг.6 - увеличенное изображение противовеса первого балансировочного вала и подшипника скольжения второго балансировочного вала, в соответствии со вторым вариантом изобретения
На фиг.7 - изображение места расположения и формы профиля пропила, выполненного на втором балансировочном валу
На фиг.8 - изображение места расположения и формы профиля пропила, выполненного на первом балансировочном валу, в соответствии с первым вариантом изобретения
На фиг.9 - увеличенное изображение места расположения и формы профиля пропила, выполненного на первом балансировочном валу, в соответствии со вторым вариантом изобретения
На фиг.10-11 - показаны виды поперечного сечения А- А первого балансировочного вала, где внутренний край пропила в поперечном сечении выполнен под углом А от вертикали, угол определяется в обратном направлению вращения первого балансировочного вала направлении
На фиг.12-13 - показаны виды поперечного сечения В-В второго балансировочного вала, где внутренний край пропила в поперечном сечении выполнен под углом В от вертикали, угол определяется по направлению вращения второго балансировочного вала
Как показано на фиг.1-6 чертежей система балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя, содержит следующие элементы:
1. Коленчатый вал
2. Хвостовик коленчатого вала
3. Первая (передняя) коренная шейка коленчатого вала
4. Первая (передняя) щека коленчатого вала
5. Противовес первой (передней) щеки коленчатого вала
6. Первая (передняя) шатунная шейка
7. Вторая щека коленчатого вала
8. Противовес второй щеки коленчатого вала
9. Вторая коренная шейка коленчатого вала
10. Центральная часть коленчатого вала
11. Третья коренная шейка коленчатого вала
12. Третья щека коленчатого вала
13. Противовес третьей щеки коленчатого вала
14. Вторая (задняя) шатунная шейка
15. Четвертая (задняя) коренная шейка коленчатого вала
16. Четвертая (задняя) щека коленчатого вала
17. Противовес четвертой (задней) щеки коленчатого вала
18. Посадочное место шестерни привода заднего балансировочного вала
19. Бобышка крепления вала отбора мощности
20. Шестерня привода переднего балансировочного вала
21. Шестерня привода заднего балансировочного вала
57. Упор второго балансировочного вала
58. Вторая (задняя) опора второго балансировочного вала
59. Упорный подшипник первого балансировочного вала
60. Упорный подшипник второго балансировочного вала
В соответствии с изобретением, коленчатый вал 1, имеет хвостовик 2, центральную часть 10, первую (переднюю) коренную шейку 3, вторую коренную шейку 9, третью коренную шейку 11, четвертую (заднюю) коренную шейку 15, первую (переднюю) щеку 4, вторую щеку 7, третью щеку 12, четвертую (заднюю) щеку 16, противовес 5 первой (передней) щеки 4, противовес 8 второй щеки 7, противовес 13 третьей щеки 12, противовес 17 четвертой (задней) щеки 16, первую (переднюю) шатунную шейку 6, вторую (заднюю) шатунную шейку 14. На коленчатом валу 1 установлены бобышка крепления вала отбора мощности 19, шестерня привода 20 первого балансировочного вала 36, шестерня привода 21 второго балансировочного вала 51, первый (передний) коренной подшипник скольжения 22, второй коренной подшипник скольжения 23, третий коренной подшипник скольжения 24, четвертый (задний) коренной подшипник скольжения 25, первый (передний) шатунный подшипник скольжения 26, первый (передний) шатун 27 с шатунным болтом 29 и нижней крышкой 28, второй (задний) шатунный подшипник скольжения 30, второй (задний) шатун 31 с шатунным болтом 33 и нижней крышкой 32. Установленные на первом и втором балансировочных валах: первый подшипник скольжения 47, второй подшипник скольжения 48, и соответственно третий подшипник скольжения 49, четвертый подшипник скольжения 50, служат опорами для вращения первого и второго балансировочных валов, и предназначены для увеличения срока службы картера двигателя и улучшения ремонтопригодности двигателя в целом.
На промежуточном валу 34 установлено промежуточное зубчатое колесо 35 привода первого балансировочного вала 36, вступающее в зацепление с зубчатым колесом 46 привода первого балансировочного вала 36. Второй балансировочный вал 51 имеет первую (переднюю) опору 52, вторую (заднюю) 58 опору вала, противовес вала 53, пропил (выборку) вала 54, зубчатое колесо 56 привода вала, упор 57 вала, упорный подшипник 60.
В соответствии с первым вариантом изобретения, первый балансировочный вал 36 имеет хвостовик 37, первую (переднюю) опору 38 вала, упор 39 вала, центральную часть 40 вала, вторую опору 42 вала, противовес 43 вала установленный перед подшипником скольжения 45, задний пропил (выборку) 44 вала, третью опору 45 вала, зубчатое колесо привода 46, упорный подшипник 59. Противовес 43 установлен перед подшипником скольжения 45, который соединяет выполненный в виде опоры конец первого балансировочного вала и выполненный в виде опоры 52 конец второго балансировочного
вала. Конец первого балансировочного вала входит в соединяющий подшипник скольжения 45 на половину толщины подшипника.
В соответствии с вторым вариантом изобретения, первый балансировочный вал 36 имеет хвостовик 37, первую (переднюю) опору 38 вала, упор 39 вала, центральную часть 40 вала, вторую опору 42 вала, задний пропил (выборку) 44 вала, противовес 43 вала, установленный консольно перед подшипником скольжения 45, установленным на конце второго балансировочного вала.
Выполнение пропилов 41 и 54, форма которых показана на фиг. 7 - 9, на первом балансировочном валу 36 и втором балансировочном валу 51, соответственно, при возвратно-поступательном движении первого и второго шатунов (27, 31), позволяет создать условия для свободного прохождения нижней части головки шатунов (27, 31) и шатунных болтов (29, 33), через пространство двигателя, где расположены балансировочные валы, не соприкасаясь с телом самих валов, обеспечивая таким образом более компактную сборку двигателя, сокращая его габаритные размеры и снижая вес.
В системе балансировочных валов противовес 43 первого балансировочного вала 36 расположен между коренными шейками 9 и 11 коленчатого вала 1, выполнение пропила 41 на первом балансировочном валу 36, что позволяет коленчатому валу 1 с установленными на нем первым 27 и вторым 31 шатунами свободно поворачиваться, на задевая при этом первый балансировочный вал 36, соответственно, чем достигается уменьшение веса конструкции, и создается дополнительный полезный объем в пространстве двигателя. На первом балансировочном валу 36 выполнен пропил 44, для облегчения конструкции и снижения массы противовеса. В соответствии с первым вариантом изобретения, размер и форма пропила 44 выполнены аналогично размерам и форме пропилов 41 и 54. В соответствии со вторым вариантом изобретения пропил 44 имеет форму среза, и так же предназначен для облегчения конструкции и снижения массы противовеса.
Внутренний край пропила в поперечном сечении А-А для первого балансировочного вала выполнен под углом А, в интервале от 1 до 15 градусов от вертикали, угол А определяется в обратном направлению вращения первого балансировочного вала направлении.
Внутренний край пропила в поперечном сечении В-В для второго балансировочного вала выполнен под углом В, в интервале от 1 до 20 градусов от вертикали, угол В определяется по направлению вращения второго балансировочного вала.
Система балансировки двухцилиндрового четырехтактного двигателя работает
следующим образом: балансировочные валы (36, 51), установленные на подшипниках скольжения (47, 48, 49, 50), приводятся в движение через зубчатые колеса (35, 46, 56) балансировочных валов и шестерни привода (20, 21), вращающимся коленчатым валом (1), и начинают вращаться в противоположные стороны с одинаковой частотой вращения. Установленные на балансировочных валах (36, 51) противовесы (43, 53) компенсируют силы инерции, возникающие в кривошипно-шатунном механизме, совершающем возвратно-поступательные движения.
Предлагаемая конструкция балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя позволяет уравновесить их по возникающим моментам горизонтальных составляющих центробежных сил на всех углах поворота, кроме прохождения ВМТ (верхней мертвой точки) и НМТ (нижней мертвой точки), где центробежная сила каждого из противовесов принимает только вертикальную составляющую.
Claims
1. Система балансировочных валов двухцилиндрового четырехтактного двигателя, содержащая коленчатый вал, шатуны с верхней и нижней головкой, пару соосно установленных балансировочных валов, включающую первый и второй балансировочный валы, на каждом из которых установлены диаметрально противоположные противовесы, подшипники скольжения, зубчатые колеса, отличающаяся тем, что оба балансировочных вала расположены по одну сторону от коленчатого вала, имеют противоположные направления вращения, одинаковую частоту вращения, в зонах прохождения головок шатунов на каждом из балансировочных валов выполнен продольно- поперечный пропил, внутренний край которого в поперечном сечении для первого балансировочного вала выполнен под углом от 1 до 15 градусов от вертикали, угол определяется в обратном направлению вращения первого балансировочного вала направлении, для второго балансировочного вала внутренний край пропила в поперечном сечении выполнен под углом от 1 до 20 градусов от вертикали, угол определяется по направлению вращения второго балансировочного вала, противовес первого балансировочного вала установлен перед подшипником скольжения, соединяющим, выполненный в виде опоры конец первого балансировочного вала и выполненный в виде опоры конец второго балансировочного вала, конец первого балансировочного вала входит в соединяющий подшипник скольжения на половину толщины подшипника.
2. Система балансировочных валов двухцилиндрового четырехтактного двигателя содержащая коленчатый вал, шатуны с верхней и нижней головкой, пару соосно установленных балансировочных валов, включающую первый и второй балансировочный валы, на каждом из которых установлены диаметрально противоположные противовесы, подшипники скольжения, зубчатые колеса, отличающаяся тем, что оба балансировочных вала расположены по одну сторону от коленчатого вала, имеют противоположные направления вращения, одинаковую частоту вращения, в зонах прохождения головок шатунов на каждом из балансировочных валов выполнен продольно-поперечный пропил, внутренний край которого в поперечном сечении для первого балансировочного вала выполнен под углом от 1 до 15 градусов от вертикали, угол определяется в обратном
направлению вращения первого балансировочного вала направлении, для второго балансировочного вала внутренний край пропила в поперечном сечении выполнен под углом от 1 до 20 градусов от вертикали, угол определяется по направлению вращения второго балансировочного вала, противовес первого балансировочного вала установлен консольно на конце самого вала перед подшипником скольжения, выполненным в виде опоры на конце второго балансировочного вала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202280019134.0A CN117396687A (zh) | 2021-03-04 | 2022-03-02 | 两缸四冲程发动机的平衡轴系统 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021105610 | 2021-03-04 | ||
| RU2021105610A RU2753431C1 (ru) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | Система балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022186729A1 true WO2022186729A1 (ru) | 2022-09-09 |
Family
ID=77349426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/050061 WO2022186729A1 (ru) | 2021-03-04 | 2022-03-02 | Система балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя (варианты) |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117396687A (ru) |
| RU (1) | RU2753431C1 (ru) |
| WO (1) | WO2022186729A1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5375571A (en) * | 1994-04-08 | 1994-12-27 | Ford Motor Company | Coaxially mounted engine balance shafts |
| GB2342695A (en) * | 1996-07-09 | 2000-04-19 | Simpson Ind Inc | Balance shaft, eg for engines, with recessed cross-section |
| RU2384770C1 (ru) * | 2007-07-30 | 2010-03-20 | Мицубиси Дзидося Когио Кабусики Кайся | Устройство для размещения уравновешивающих валов |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2885661B1 (fr) * | 2005-05-12 | 2007-08-03 | Renault Soc Par Actions Simpli | Moteur thermique comportant des arbres d'equilibrage susceptibles d'etre immobilises par une epingle |
-
2021
- 2021-03-04 RU RU2021105610A patent/RU2753431C1/ru active
-
2022
- 2022-03-02 WO PCT/RU2022/050061 patent/WO2022186729A1/ru active Application Filing
- 2022-03-02 CN CN202280019134.0A patent/CN117396687A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5375571A (en) * | 1994-04-08 | 1994-12-27 | Ford Motor Company | Coaxially mounted engine balance shafts |
| GB2342695A (en) * | 1996-07-09 | 2000-04-19 | Simpson Ind Inc | Balance shaft, eg for engines, with recessed cross-section |
| RU2384770C1 (ru) * | 2007-07-30 | 2010-03-20 | Мицубиси Дзидося Когио Кабусики Кайся | Устройство для размещения уравновешивающих валов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117396687A (zh) | 2024-01-12 |
| RU2753431C1 (ru) | 2021-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5682844A (en) | Twin crankshaft mechanism with arced connecting rods | |
| US4028963A (en) | Engine balancer | |
| CA1286171C (en) | Engine balancing device with a lubricant side discharge | |
| US4381903A (en) | Opposed piston machinery | |
| EP1983215A1 (en) | Reciprocating piston machine and internal combustion engine | |
| JPH01316542A (ja) | 回動式バランサ装置 | |
| RU2296234C1 (ru) | Кривошипно-шатунный механизм уколова | |
| US8281763B2 (en) | Internal combustion engine | |
| US4694785A (en) | Piston apparatus | |
| JPH0561485B2 (ru) | ||
| US6427657B1 (en) | Engine balance apparatus and accessory drive device | |
| WO1994010424A1 (en) | Opposed piston engines | |
| US9228633B2 (en) | Engine balance system | |
| RU2753431C1 (ru) | Система балансировочных валов для двухцилиндрового четырехтактного двигателя (варианты) | |
| US20020017263A1 (en) | Crankshaft drive for an internal-combustion engine | |
| CN2572017Y (zh) | 单缸四冲程摩托车汽油发动机平衡减振机构 | |
| CN113279852B (zh) | 具有平衡机构的直列式活塞发动机、航空发动机和飞行器 | |
| EP1707769B1 (en) | Engine balancer | |
| CN215256473U (zh) | 直列式活塞发动机、航空发动机和飞行器 | |
| US11885378B2 (en) | Cylinder unit for eliminating secondary forces in inline internal combustion engines | |
| US7021268B1 (en) | Crankshaft with airflow inducing surfaces | |
| JP2540109B2 (ja) | エンジンのバランサシヤフト | |
| WO1999042742A2 (en) | Engine balance apparatus | |
| RU2215884C1 (ru) | Двухтактный бесшатунный модульный поршневой двигатель внутреннего сгорания с силовым механизмом эксцентрикового типа | |
| RU2629301C1 (ru) | Аксиальный поршневой двигатель внутреннего сгорания с качающимся блоком карданных подвесов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22763677 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202280019134.0 Country of ref document: CN |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22763677 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |