Поршневой двигатель

(5)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Барнаульский завод транспортного машин остроения им. В,И.Ленина(56) С)рлин А.С, Конструирование и расчет напрочность поршневых и комбинированныхдвигателей. - М.: Машиностроение, 1984, с.70(54) ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к поршневым двигателям. Целью изобретения является увеличение ресурса поршневой машины путем снижения вибрации за счет одновременного уравновешивания момента сил инерции второго порядка и опрокидывающего момента от этих сил. Поршневой двигатель содержит корпус с цилиндрами, поршни 1, шатуны 2, соединяющие поршни 1 с коленчатым валом 3, кривошипы которого расположены в одной плоскости, Противовесы 4 и 5 с шестернями входят в зацепление с приводными шестернями 6 и 7, диаметр делительной окружности которых в 2 раза больше диаметра шестерен противовесов 4 и 5, кинематически связанных с коленчатым валом 3. Противовесы 4 и 5 расположены по разные стороны двух взаимно перпендикулярных плоскостей, одна из которых проходит через оси цилиндров 8, а другая - через ось вращения коленчатого вала 3, причем расстояние между центрами установки противовесов 4 и 5 вдоль оси цилиндров находится в пределах от).до) + В, где-длина шатуна, В - радиус кривошипа коленчатого вала 3. Поршни 1, перемещаясь в цилиндрах 8, вращают коленчатый вал 3, а также приводнце шестерни 6 и 7, При этом противовесы 4 и 5 вращаются со скоростью в 2 раза больше, чем коленчатый вал 3, Установка противовесов 4 и 5 по указанным зависимостям позволяетуравновесить силы С инерции второго порядка и опрокидывающего момента от этих сил. 4 ил.Изобретение относится,к машиностроению, в частности, к поршневым двигателям,Известен четырехцилиндровый поршневой двигатель, например АЗЛК, с 5кривошипами коленчатого вала, расположенными под углом 180. Силы инерции первого порядка в таком двигателе взаимноуравновешиваются. Центробежные силывращающихся масс также взаимно уравновешиваются, Силы инерции второго порядка при любом положении коленчатого валаравны между собой и имеют одинаковое направление вдоль осей цилиндров, Равнодействующая этих сил может быть уравновешена 15только методом дополнительных валов с противовесами типа механизма Ланчестера.Однако опрокидывающий момент вэтих двигателях не уравновешивается.Известен также одноцилиндровый поршневой двигатель с кривошипом коленчатого вала, содержащим корпус, цилиндр,размещенный в цилиндре поршень, коленчатый вал, шатун, соединяющий поршень сколенчатым валом, пару противовесов типа 25механизма Ланчестера, установленных свозь.жностью вращения в противоположные стороны и кинематически связанные сколенчатым валом с передаточным отношением 2:1. 30Недостатком известного двигателя является то, что у него не уравновешен опрокидывающий момент, вызывающий значительныевибрации поршневой машины,Целью изобретения является увеличение ресурса поршневой машины путем снижения вибрации за счет одновременногоуравновешивания момента сил инерциивторого порядка и опрокидывающего момента от этих сил. 40В предлагаемом поршневом двигателес кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости, содержащемкорпус, цилиндры, размещенные в цилиндрах поршни, коленчатый вал, шатуны, соединяющие поршни с коленчатым валом, поменьшей мере пару противовесов, установленных в возможностью вращения в противоположные стороны и кинематическисвязанные с коленчатым валом с передаточным соотношением 2:1, противовесы расположены по разные стороны двух взаимноперпендикулярных плоскостей, одна из которых проходит через оси цилиндров, а вторая- через ось вращения коленчатого вала, причем расстояние между центрами. установкипротивовесов вдоль оси цилиндров находится в пределах отдо+ В, где- длинашатуна, Й - радиус кривошипа коленчатоговала. В предлагаемом поршневом двигателепротивовесы уравновешивающего механизма расположены по разные стороныдвух взаимно перпендикулярных плоскостей,одна из которых проходит через осицилиндров, а вторая - через ось вращенияколенчатого вала, причем расстояние междуцентрами установки противовесов вдольоси цилиндров находится в пределах от Е до+ В, где- длина шатуна, В - радиускривошипа коленчатого вала, Благодаря наличию новых существенных признаков впоршневом двигателе одновременно уравновешиваются силы инерции второго порядка и опрокидывающий момент от этихсил, что приводит к снижению вибрации иувеличению ресурса поршневой машины.Решение такой задачи необходимо в случаеприменения поршневых двигателей с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости.На фиг,1 изображена схема предлагаемого поршневого двигателя, вид спереди;на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - расположение противовесов в предлагаемомпоршневом двигателе, вид спереди; нафиг.4 - график изменения опрокидывающего момента в зависимости от угла а поворота коленчатого вала,Предлагаемый поршневой двигатель скривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости, состоит из поршней 1, шатунов 2, связанных с коленчатымвалом 3, противовесов 4 и 5 с шестернями,входящими в зацепление с приводными шестернями 6 и 7, имеющими диаметр делительной окружности в 2 раза большедиаметра шестерен противовесов 4 и 5.Поршни 1 перемещаются в цилиндрах 8, находящихся в одной плоскости. Противовесы 4и 5 расположены вдоль осей цилиндров нарасстоянии отдо ( + В) в корпусе 9.Поршневой двигатель работает следующим образом,При вращении коленчатого вала 3 поршни 1 шатун 2 создают силы инерции. Отколенчатого вала 3 через шестерни 6 и 7приводятся противовесы 4 и 5, вращающиеся 2 раза быстрее коленчатого вала,Противовесы 4 и 5 (фиг,З) уравновешивают силы инерции второго порядка Рл и, кромеРптого,создаютмоменты Муя= - 1 зи 2 а или2РпМур = - ( + В) 31 п 2 а, который одновремен 2но уравновешивает опрокидывающий момент поршневой машины, Изменениеопрокидывающего момента поршневой машины в зависимости от угла поворота коленчатого вала приведено на фиг.4 (сплошная линия). Здесь же показаны моменты, которые создают противовесы уравновешивающего механизма, разнесенные на расстояние(пунктирная линия) и . 1 В (штрих-пунктирная линия). и остаточная неуравновешенность после уравновешивания опрокидывающего момента противовесами уравновешивающего механизма. На фиг.4 показаны моменты, отнесенные кРлт,е, к половине произведения силы инерции второго порядка на длину шатуна.В результате уравновешивания останутся моменты М 1 и М 2 (фиг.4, кривая 1 и 2), величины которых меньше исходного опрокидывающего момента в 2 раза и более, Из графика (фиг.4) видно, что при выполнении плеча меньшеи при увеличении плеча больше, чем+ й, остаточный опрокидывающий момент увеличивается. Таким образом, противовесы должны быть разнесены на расстоянием или (Е+ В). Формула изобретения Поршневой двигатель с кривошипамиколенчатого вала, расположенными в одной 5 плоскости, содержащий корпус, цилиндры,размещенные в цилиндрах поршни, коленчатый вал, шатуны, соединяющие поршни с коленчатым валом, по меньшей мере пару противовесов, установленных с возможно стью вращения в противоположные стороныи кинематически связанных с коленчатым валом с передаточным отношением 2:1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения ресурса путем снижения вибрации, проти вовесы расположены по разные стороныдвух взаимно перпендикулярных плоскостей, одна из которых проходит через оси цилиндров, а вторая - через ось вращения коленчатого вала, причем расстояние меж ду центрами установки противовесоввдоль оси цилиндров находится в пределах- ( + К ), где- длина шатуна, Й - радиус кривошипа коленчатого вала,1721273 ктор И.Дерб Заказ 938 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035,Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина