КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ СО СКОЛЬЗЯЩЕЙ НИЖНЕЙ ГОЛОВКОЙ ШАТУНА

Изобретение относится к области машинострое-ния и может быть применено в двигателях внут-реннего сгорания (ДВС).
Механизм состоит из симметрично вмонтиро-ванных кривошипов, выполненных в виде двух шестерен с дугообразными прорезями в верхних частях с установленным в них нижним шатунным пальцем и присоединенным к нижней головке ша-туна. Кривошипы имеют зубчатое зацепление с двумя нижними шестернями, установленными на одной оси и верхнее зубчатое зацепление с соосно установленными двумя шестернями, к которым жестко прикреплены два толкателя.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено ;в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).
В качестве прототипа выбран наиболее часто применяемый тронковый кривошипно-шатунный механизм (Симсон А.Э., Хомич А.З., Куриц А.А. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Тепловозные дизели, газотурбинные установки. М., «Транс-порт», 1980). Механизм состоит из кривошипа, к которому шарнирно присоединен шатун, имеющий шарнирное соединение с поршнем посредством шатунного пальца. Механизм вмонтирован в блоке, цилиндров ДВС.
Недостатком механизма является то, что при максимальном значении силы давления газов на поршень в такт рабочего хода, крутящий момент кривошипа равняется нулю, что способствует снижению коэффициента полезного действия (КПД).
Целью является увеличение КПД двигателя путем увеличения крутящего момента кривошипа в такт рабочего хода.
Поставленная цель достигается за счет изменения конструкции кривошипно-шатунного механизма.
Заявляемое устройство поясняется следующими графическими изображениями:
Фиг. 1 и 2 - общий вид механизма;
Фиг. 3 - кривошипы с дугообразными прорезями в сборе с полуосями;
Фиг. 4 - кривошип с дугообразной прорезью где, М и В соответственно начальная и конечная точки прорези, φ0 - начальный угол кривошипа;
Фиг. 5 - кривошипы, зацепленные с нижними соосными шестернями;
Фиг. 6 - вид спереди верхней шестерни с толкателем;
Фиг. -7 - вид сбоку верхней шестерни с толкателем;
Фиг. 8 - нижний шатунный палец;
Механизм (фиг. 1-2) состоит из симметрично установленных кривошипов 1, в виде вмонтиро
ванных в блоке цилиндров ДВС (на чертеже не показано) двух шестерен с дугообразными прорезями 2 в верхних частях и прикрепленных к двум полуосям 3. Для синхронизации вращения криво-шипы 1 имеют зубчатое зацепление с двумя нижними шестернями 4, установленными на одной оси 5. В прорезях 2 кривошипов 1 установлен скользящий в них нижний шатунный палец 6, присоединенный к нижней головке шатуна 7, шарнирно присоединенного к поршню 8. Нижний шатунный палец 6 выполнен цилиндрическим в центральной части с двумя симметричными крайними частями в форме прямоугольной призмы с закругленными краями, выступающими из прорезей 2 кривоши-пов-1. Кривошипы 1 имеют верхнее зубчатое зацепление с двумя шестернями 9, к которым жестко прикреплены два толкателя 10.
Механизм работает следующим образом: в такт сжатия нижняя головка шатуна 7 движется по дуге М-В (фиг. 4) окружности кривошипов 1. По приближению поршня 8 к верхней мертвой точке (ВМТ), нижняя головка шатуна 7, посредством толкателей 10 шестерен 9, скользит в прорезях 2 кривошипов 1 по кривой М-В. В момент максимального значения силы давления газов на поршень 8, сила, создающая крутящий момент криво-шипов 1, будет отлична от нуля. При значении угла φ0=40° (фиг. 4) среднее значение крутящего момента силы кривошипов 1 в такт рабочего хода увеличивается более чем на 50%. Далее, происходит такт рабочего хода, при котором нижняя головка шатуна 7 с поршнем 8 доходит до нижней мертвой точки (НМТ). В НМТ нижняя головка шатуна 7 останавливается и становится ведомой, а кривошипы 1 становятся ведущими. Затем нижняя головка шатуна 7 переходит в точку М (фиг. 4) прорезей 2 кривошипов 1 и процесс повторяется.
Заявленное устройство целесообразно использовать в стационарно установленных двигателях, когда необходимо получить более высокий крутящий момент силы.

Симсон А.Э., Хомич А.З., Куриц А.А. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Тепловозные дизели, газотурбинные установки. М., «Транспорт», 1980.