Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ - Патент РФ 2097571
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в двигателестроении при уравновешивании поршневых машин. Сущность изобретения: поршневой двигатель с двумя кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости, содержит поршни, шатуны, связанные с коленчатым валом, на котором установлены противовесы, шестерни с передаточным соотношением 1:1, противовесы. Противовесы расположены вдоль осей цилиндров, одинаково удалены от середины коленчатого вала, направлены в одну сторону и размещены ниже оси коленчатого вала на расстоянии L = R ± 0,5R, где R - радиус кривошипа. 6 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2097571
Класс(ы) патента: F01B31/04, F02B75/06, F16F15/28
Номер заявки: 93028344/06
Дата подачи заявки: 01.06.1993
Дата публикации: 27.11.1997
Заявитель(и): Производственное объединение "Барнаульский завод транспортного машиностроения"
Автор(ы): Дурыманов Б.А.; Больжатова З.А.; Кухарев Н.Е.
Патентообладатель(и): Производственное объединение "Барнаульский завод транспортного машиностроения"
Описание изобретения: Изобретение относится к машиностроению, в частности к поршневым двигателям с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости.
Известен двухцилиндровый поршневой двигатель, например 2410, 5/13 с кривошипами коленчатого вала, расположенными под углом 180oC [1]
Наиболее близким к изобретению является двухцилиндровый поршневой двигатель Д-16 (четырехтактный) с кривошипами коленчатого вала (расположенными под 180o), содержащий корпус, цилиндры, размещенные в цилиндрах поршни, коленчатый вал, шатуны, соединяющие поршни с коленчатым валом, по меньшей мере пару противовесов, установленных с возможностью вращения в противоположные стороны и кинематически связанные с коленчатым валом с передаточным соотношение 1:1 [2]
У этого двигателя силы направлены в разные стороны, за исключением сил инерции 2-го порядка. Силы инерции I-го порядка:
1 кол
Pj1 = - mA2cosα
2 кол

ΣPj1 = 0
Силы инерции II-го порядка:
1 кол 2 кол

Сумма центробежных сил равна нулю:
ΣP = 0
У описанного двигателя не уравновешены моменты:

Момент сил инерции 2-го порядка относительно оси симметрии вала равен нулю.
Для уравновешивания момента центробежных сил устанавливают противовесы на щеках, масса которых определяется по рассмотренной выше методике. Уравновешивание моментов сил инерции I-го порядка можно достигнуть установкой уравновешивающего механизма.
Недостатком описанного двигателя является то, что у него не уравновешен опрокидывающий момент, вызывающий значительные вибрации поршневой машины.
Задача изобретения увеличение ресурса поршневой машины путем снижения вибрации за счет одновременного уравновешивания сил инерции первого порядка и опрокидывающего момента от суммарных газовых и инерционных сил.
Задача решается тем, что в предлагаемом поршневом двигателе с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости, содержащем корпус, цилиндры, размещенные в цилиндрах поршни, коленчатый вал, шатуны, соединяющие поршни с коленчатым валом, по меньшей мере пару противовесов, установленных с возможностью вращения в противоположные стороны и кинематически связанных с коленчатым валом передаточным соотношением 1:1, противовесы расположены на расстоянии L R ± 0,5 R ниже оси коленчатого вала, одинаково удалены от середины коленчатого вала и направлены в одну сторону.
В предлагаемом двигателе не уравновешены силы инерции I и II порядка и центробежные силы, моменты этих сил уравновешены.
Силы инерции I-го порядка:
1 кол

2 кол

ΣPj1 = - 2mA2cosα
Силы инерции 2-го порядка:
1 кол 2 кол

Центробежные силы:
1 кол
P = mвр2cosα
2 кол
P = mвр2cosα

Годографом сил инерции I-го и II-го порядков является прямая линия, направленная вдоль осей цилиндров, годографом центробежных сил является окружность, центр которой совпадает с осью коленчатого вала.
Новым в предлагаемом поршневом двигателе, является то, что противовесы уравновешивающего механизма первого порядка этого двигателя расположены на расстоянии L R ± 0,5 R ниже оси коленчатого вала, одинаково удалены от середины коленчатого вала и направлены в одну сторону.
Благодаря этому в поршневом двигателе одновременно уравновешиваются силы инерции первого порядка и опрокидывающий момент от суммарных газовых и инерционных сил, что приводит к снижению вибрации и увеличению ресурса поршневой машины.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого поршневого двигателя, вид с торца; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 график изменения опрокидывающего момента в зависимости от угла поворота коленчатого вала, момента уравновешивающего механизма и остаточного момента.
Поршневой двигатель с кривошипами коленчатого вала, расположенными в одной плоскости, состоит из поршней 1, шатунов 2, связанных с коленчатым валом 3, на котором установлены противовесы 4, шестерен 5, 6, и 7, 8 с передаточным отношением 1:1 противовесов 9 и 10.
Поршни перемещаются в цилиндрах 11, находящихся в одной плоскости. Противовесы 9 и 10 расположены вдоль осей цилиндров на расстоянии L 0,5 - 1,5 R.
При действии суммарных газовых сил инерции P (фиг. 2) на поршень 1 и через шатун 2 на коленчатый вал 3 происходит разложение сил на силу K, действующую вдоль шатуна, и силу N, перпендикулярную боковой поверхности поршня.
Сила N относительно оси коленчатого вала создает опрокидывающий момент, который равен и противоположно направлен крутящему моменту, отдаваемому потребителю.
Опрокидывающий (крутящий) момент изменяется по зависимости:

где R радиус кривошипа,
α угол поворота кривошипа (Вихерт М.М. и др. Конструкция и расчет автотракторных двигателей. М. Машиностроение, 1964, с. 30).
Для уравновешивания центробежных сил и наполовину сил инерции первого порядка на коленчатом валу 3 установлены противовесы 4. С помощью шестерен 5, 6 и 7, 8 с передаточным отношением 1:1 приводятся противовесы 9 и 10 уравновешивающего механизма, которые полностью уравновешивают силы инерции первого порядка.
Одновременно противовесы 9 и 10 создают проекцию силы q на горизонтальную плоскость и силу t (фиг. 2), которая с учетом плеча L образуют момент Mур= t·L gL sina способный при соответствующем подборе плеча L уравновешивать опрокидывающий момент Mопр..
Проведенные расчеты с различными индикаторными давлениями от 6,1 до 10,8 кг/см2 и частотой вращения от 1500 до 1800 об/мин показали, что оптимальное плечо L получается в пределах 0,5R 1,5R, где R радиус кривошипа.
Результаты расчетов уравновешивания опрокидывающего момента двигателя 2415 x 18 приведены в таблице.
Уравновешивание суммарного относительно опрокидывающего момента для двигателя 2415 x 18 показано на фиг. 3 отнесенные к радиусу кривошипа моменты: опрокидывающий Mопр/R уравновешивающего механизма Mур/2 и остаточный Mост/R в зависимости от угла поворота кривошипа a с Pi=6,1 кгс/см2 и n=1500 об/мин. Расстояние до уравновешивающего механизма L 0,5 R.
На фиг. 4 показаны отнесенные к радиусу кривошипа моменты: опрокидывающий Mопр/2 уравновешивающего механизма Mур/2 и остаточный Mост/2 в зависимости от угла поворота кривошипа a с Pi 6,1 кгс/см2 и n=1800 мин-1. Расстояние до уравновешивающего механизма L 0,5R.
На фиг. 5 показаны отнесенные к радиусу кривошипа моменты: опрокидывающий Mопр/2 уравновешивающего механизма Mур/R и остаточный Mост/R в зависимости от угла поворота кривошипа a с Pi=10,8 кгс/см2 и n 1500 об/мин. Расстояние до уравновешивающего механизма L R.
На фиг. 6 приведены отнесенные к радиусу кривошипа моменты: опрокидывающий Mопр/R, уравновешивающего механизма Mур/R и остаточный Mост/R в зависимости от угла поворота кривошипа a с Pi= 10,8 кгс/см2 и n 1800 об/мин. Расстояние до уравновешивающего механизма L R.
Формула изобретения: Поршневой двигатель, содержащий корпус, цилиндры, размещенные в цилиндрах поршни, коленчатый вал с двумя кривошипами, расположенными в одной плоскости, шатуны, соединяющие поршни с коленчатым валом, по меньшей мере пару противовесов, установленных с возможностью вращения в противоположные стороны и кинематически связанных с коленчатым валом с передаточным отношением 1 1, отличающийся тем, что противовесы расположены на расстоянии L R ± 0,5R ниже оси коленчатого вала, одинаково удалены от середины коленчатого вала и направлены в одну сторону, где R радиус кривошипа.