Шатунный механизм: Кривошипно-шатунный механизм — это… Что такое Кривошипно-шатунный механизм?

Содержание

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм

Одной из его составляющих одноцилиндрового двигателя является кривошипно-шатунный механизм. Он необходим для того, чтобы происходило преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала.

Рассмотрим устройство этого механизма подробнее на примере четырехцилиндрового двигателя автомобиля ВАЗ 2106 (рисунок 2.1).

Рис. 2.1 Общий вид четырехцилиндрового двигателя на примере автомобиля ВАЗ 2106а) продольный разрез; б) поперечный разрез1 — блок цилиндров; 2 — головка блока цилиндров; 3 — поддон картера двигателя; 4 — поршни с кольцами и пальцами; 5 — шатуны; 6 — коленчатый вал; 7 — маховик; 8 — распределительный вал; 9 — рычаги; 10 — впускные клапаны; 11 — выпускные клапаны; 12 — пружины клапанов; 13 — впускные и выпускные каналы

Блок цилиндров (1) – это основа двигателя. В нем расположено множество литых каналов, сверлений, заглушек, подшипников. Блок цилиндров объединяет все цилиндры, а также шатунно-поршневую систему. Здесь происходит вращение коленчатого вала. По внутренней системе блоков проходят масляные каналы системы смазки двигателя, и циркулирует жидкость системы охлаждения. Навесное оборудование (большая часть) также крепится на блоке цилиндров. У нижней части блока имеется свое название – картер.

Далее по схеме — головка блока цилиндров (2), которая крепится непосредственно к самому блоку цилиндров. Головка является местом расположения свечей, клапанов и камеры сгорания. Здесь же происходит вращение распределительного вала с кулачками. В головке блока, в свою очередь, тоже имеются полости, водяные и масляные каналы.

Что касается шатунно-поршневой группы, то принцип ее работы был рассмотрен в первой части, так что не будем останавливаться на этом еще раз.Как и любой другой механизм кривошипно-шатунный в процессе эксплуатации имеет свойство ломаться. Любая неисправность имеет свою причину. Приведем примеры:

  • Стук в двигателе. Причина: износ шатунных и коленных подшипников, поршневых пальцев. Устранение неполадок: замена изношенных деталей.
  • Падение давления в конце такта сжатия и (или) повышенная задымленность от выхлопных газов. Причина: залегание поршневых колец в канавках поршней, износ поршней, поршневых колец, цилиндров. Устранение неполадок: замена изношенных деталей.

Для того, чтобы устранить вероятность возникновения неисправностей двигателя, необходимо производить профилактические действия в ходе эксплуатации автомобиля. А именно: своевременно менять масло, фильтры и др. и не пренебрегать рекомендациями, которые дает завод-изготовитель.

Существуют причины, в результате которых рабочий ресурс двигателя может уменьшиться.

Во-первых, это перегрузка. Не нагружайте багажник автомобиля или салон «под завязку», иначе срок эксплуатации двигателя может сократиться.

Во-вторых, двигаясь на максимальной скорости, которую только может развить автомобиль, вы также способствуете сокращению срока службы двигателя. Одно дело проехать со скоростью 150 км/ч пару километров подряд, другое – десятки.

В-третьих, чистота двигателя. Двигатель необходимо регулярно (хотя бы 2 раза в год) мыть специальными средствами, заправлять автомобиль качественным бензином и маслом, вовремя менять фильтры.

Глава 7.3 Кривошипно-шатунный механизм автомобиля КамАЗ-740

7.3 КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Коленчатый вал (рисунок 8) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, связанные щеками и сопряженные переходными гал­телями. Для равномерного чередования рабочих ходов шатунные шейки коленчатого вала расположены под углом 90°.

Рисунок 8. Коленчатый вал:
1 — противовес; 2 — шестерня привода масляного насоса; 3 — заглушка; 4 — шпонка; 5 — отверстия подвода масла к шатунным шейкам; 6 — отверстия подвода масла в коренных шейках.

К каждой шатунной шейке присоединяются два шатуна (рисунок 9) — один для правого и один для левого рядов цилиндров.

Рисунок 9. Шатун:
1 — стержень шатуна; 2 — крышка шатуна; 3 — втулка верхней головки шатуна; 4 — вкладыш нижней головки шатуна; 3 — болт крепления крышки шатуна; 6 — гайка болта крепления крышки шатуна.

Упрочнение коленчатого вала производится азотированием на глубину 0,5…0,7 мм, твердость упрочненного слоя не менее 600 HV. Подвод масла к шатунным шейкам произво­дится через отверстия в коренных шейках 6 и отверстия 5 (рисунок 8).

Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленчатого вала. Кроме основных противовесов, имеется дополнительный съемный противовес 1, напрессованный на вал, его угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонкой 4. Для обеспе­чения требуемого дисбаланса, на маховике выполняется выборка 6 (рисунок 12).

На хвостовике коленчатого вала выполнена шейка 9 (рисунок 10), по которой центри­руется шестерня коленчатого вала 8 и маховик 1 (рисунок 13). На заднем торце коленчатого вала выполнено десять резьбовых отверстий М16х1,5-6Н для крепления шестерни коленча­того вала и маховика, на переднем торце выполнено восемь резьбовых отверстий М12×1,25-6Н для крепления гасителя крутильных колебаний.

Рисунок 10. Установка упорных полуколец и вкладышей коленчатого вала:
1 — полукольцо упорного подшипника верхнее; 2 — полукольцо упорного подшипника нижнее; 3 — вкладыш подшипника коленчатого вала верхний; 4 — вкладыш подшипника коленчатого вала нижний; 5 — блок цилиндров; 6 — крышка подшипника коленчатого вала задняя; 7 — коленчатый вал; 8 — шестерня привода газораспределительного механизма; 9 — центрирующая шейка коленчатого вала.

В полость носка коленчатого вала установлена заглушка 3 (рисунок 8), через калибро­ванное отверстие которой осуществляется смазка шлицевого валика переднего привода от­бора мощности.

От осевых перемещений коленчатый вал зафиксирован двумя верхними полукольцами 1 и двумя нижними полукольцами 2 (рисунок 10), установленными в проточках задней ко­ренной опоры блока цилиндров, так, что сторона с канавками прилегает к упорным торцам вала.

На носке коленчатого вала (рисунок 8) установлены шестерни привода масляного на­соса 2 и привода газораспределительного механизма 8 (рисунок 10).

Уплотнение коленчатого вала осуществляется резиновой манжетой 8 (рисунок 13), с дополнительным уплотняющим элементом — пыльником 9. Манжета размещена в картере маховика 4. Манжета изготовлена из фторкаучука по технологии формования рабочей уп­лотняющей кромки непосредственно в прессформе.

Номинальные диаметры шеек коленчатого вала:

— коренных 95-0,015 мм;

— шатунных 80-0,013 мм.

Для восстановления двигателя предусмотрены восемь ремонтных размеров вклады­шей. Обозначение вкладышей подшипников коленчатого вала, диаметр коренных шеек ко­ленчатого вала, диаметр отверстия в блоке цилиндров под эти вкладыши указаны в приложе­нии Б.

Обозначение вкладышей нижней головки шатуна, диаметр шатунных шеек коленчатого вала, диаметр отверстия в кривошипной головке шатуна под эти вкладыши указаны в при­ложении В.

Вкладыши 7405.1005170 Р0, 7405.1005171 Р0, 7405.1005058 Р0 применяются при вос­становлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленча­того вала заполировать.

При шлифовке коленчатого вала по коренным шейкам до 94 мм и менее или по ша­тунным шейкам до 79 мм и менее, необходимо коленчатый вал подвергнуть повторному азотированию.

Пределы допусков по диаметрам шеек коленчатого вала, диаметру отверстия в блоке цилиндров и диаметру отверстия в кривошипной головке шатуна при восстановлении двига­теля должны быть такими же, как у номинальных размеров.

Коленчатый вал для двигателей 740.50-360 и 740.51-320 имеет значительные отличия от коленчатых валов других моделей двигателей, эти отличия делают невозможным исполь­зование коленчатых валов двигателей КАМАЗ других моделей.

Маркировка коленчатого вала, выполненная в поковке на третьем противовесе, должна быть 740.50-1005020.

Коренные и шатунные подшипники (рисунки 9 и 10) изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0,3 мм, слоем свинцовооловянистого спла­ва толщиной 0,022 мм и слоем олова толщиной 0,003 мм. Верхние 3 и нижние 4 вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения.

Оба вкладыша 4 нижней головки шатуна взаимозаменяемы. От проворачивания и боко­вого смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмот­ренные в постелях блока и шатуна, а также крышках подшипников.

Вкладыши имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работо­способности при форсировке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные).

Не рекомендуется замена вкладышей при ремонте на серийные с маркировкой 740, так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Крышки коренных подшипников (рисунок 11) изготовлены из высокопрочного чу­гуна. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяж­ных болтов 3,4,5, которые затягиваются по определенной схеме с регламентированным мо­ментом (приложение А).

Рисунок 11. Установка крышек подшипников коленчатого вала:
1 — крышка подшипника; 2 — коленчатый вал; 3 — болт крепления крышки; 4 — болт стяжной крепления крышки подшипника левый; 5 — болт стяжной крепления крышки подшипника правый; 6 — шайба; 7 — блок; 8 — штифт.

Шатун (рисунок 9) стальной, кованый, стержень 1 имеет двутавровое сечение. Верх­няя головка шатуна неразъемная, нижняя выполнена с прямым и плоским разъемом. Шатун окончательно обрабатывают в сборе с крышкой 2, поэтому крышки шатунов невзаимозаме­няемы. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 3, а в нижнюю уста­новлены сменные вкладыши 4. Крышка нижней головки шатуна крепится с помощью гаек 6, навернутых на болты 5, предварительно запрессованные в стержень шатуна. Затяжка ша­тунных болтов осуществляется по схеме, определенной в приложении А. На крышке и стержне шатуна нанесены метки спаренности — трехзначные порядковые номера. Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.

Маховик (рисунок 12) закреплен десятью болтами 7 (рисунок 13), изготовленными из легированной стали, на заднем торце коленчатого вала и зафиксирован штифтом 10 (рисунок 13) на центрирующей шейке коленчатого вала 9 (рисунок 10). С целью исключения повреж­дения поверхности маховика, под головки болтов устанавливается шайба 6 (рисунок 13). Ве­личина момента затяжки болтов крепления маховика указана в приложении А. На обрабо­танную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый обод 3 (рисунок 12), с которым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя. Под манжету уплот­нения коленчатого вала устанавливается кольцо 1 с наружной хромированной поверхностью.

Рисунок 12. Маховик:
1 — кольцо; 2 — втулка дистанционная; 3 — обод зубчатый маховика; 4 — штифт установочный; 5 — подшипник; 6 — выборка под дисбаланс.

Рисунок 13. Установка маховика:
1 — маховик; 2 — блок цилиндров; 3 — коленчатый вал; 4 — картер маховика; 5 — подшипник первичного вала коробки передач; 6 — шайба; 7 — болт; 8 — манжета уплотнения коленчатого вала; 9 — пыльник манжеты; 10 — штифт установочный маховика.

Маховик выполняется под одно или двух дисковое диафрагменные сцепления. Во внутреннюю расточку маховика установлен подшипник 5 первичного вала коробки передач.

При регулировках угла опережения впрыска топлива и тепловых зазоров в клапанах, маховик фиксируется фиксатором (рисунок 14).

Рисунок 14. Положение ручки фиксатора маховика:
а) — при эксплуатации; б) — при регулировке, в зацеплении с маховиком.

Конструкция маховика имеет следующие основные отличия от маховиков двигателей 740.10 и 7403.10:

— изменен угол расположения паза под фиксатор на наружной поверхности маховика;

— увеличен диаметр расточки для размещения шайбы под болты крепления маховика;

— введена серповидная выборка для обеспечения требуемого дисбаланса;

— крепление маховика к торцу коленчатого вала осуществляется десятью болтами М16х1,5;

Перечисленные изменения делают невозможной установку маховиков двигателей дру­гих моделей при проведении ремонтных работ.

Гаситель крутильных колебаний (рисунок 15) закреплен восемью болтами 2 (рисунок 16) на переднем носке коленчатого вала. Гаситель состоит из корпуса 1 (ри­сунок 15) в который установлен с зазором маховик гасителя 2. Снаружи корпус гасителя за­крыт крышкой 3. Герметичность обеспечивается сваркой по стыку корпуса гасителя и крыш­ки. Между корпусом гасителя и маховиком гасителя находится высоковязкая силиконовая жидкость, дозировано заправленная перед заваркой крышки. Центровка гасителя осуществ­ляется шайбой 6, приваренной к корпусу.

Рисунок 15. Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала:
1 — корпус гасителя; 2 — маховик гасителя; 3 — крышка; 4 — пробка заправочного отверстия; 5 — силиконовая жидкость; 6 — центровочная шайба.

Рисунок 16. Установка гасителя крутильных колебаний:
1 — гаситель; 2 — болт крепления гасителя; 3 — полумуфта отбора мощности; 4 — шайба; 5 — коленчатый вал; 6 — блок цилиндров.

Гашение крутильных колебаний коленчатого вала происходит путем торможения кор­пуса гасителя, закрепленного на носке коленчатого вала, относительно маховика в среде си­ликоновой жидкости. При этом энергия торможения выделяется в виде теплоты.

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ при проведении ремонтных работ деформи­ровать корпус и крышку гасителя. Гаситель с деформированным корпусом или крышкой к дальнейшей эксплуатации не пригоден.

После установки гасителя проверить наличие зазора между гасителем и противовесом.

Поршень 1 (рисунок 17) отлит из алюминиевого сплава со вставкой из износостойкого чугуна под верхнее компрессионное кольцо. В головке поршня выполнена тороидальная ка­мера сгорания с вытеснителем в центральной части, которая смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм.

Рисунок 17. Поршень с шатуном и кольцами в сборе:
1 — поршень; 2 — маслосъемное кольцо; 3 — поршневой палец; 4, 5 — компрессионные кольца; 6 — стопорное кольцо.

Боковая поверхность представляет собой сложную овально-бочкообразную форму с за­нижением в зоне отверстий под поршневой палец. На юбку нанесено графитовое покрытие. В нижней части юбки поршня выполнен паз, исключающий, при правильной сборке, контакт поршня с форсункой охлаждения при нахождении его в нижней мертвой точке.

Поршень комплектуется двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Отличительной его особенностью является уменьшенное расстояние от днища до нижнего торца верхней канавки, которое составляет 17 мм. На двигателе аналогично другим моде­лям двигателей КАМАЗ, с целью обеспечения топливной экономичности и экологических показателей, применен селективный подбор поршней для каждого цилиндра по расстоянию от оси поршневого пальца до днища. По указанному параметру поршни разбиты на четыре группы 10, 20, 30 и 40. Каждая последующая группа от предыдущей отличается на 0,11 мм.

В запасные части поставляются поршни наибольшей высоты — для двигателей 740.50-360 и 740.51-320 размер от оси поршневого пальца до днища поршня 40 группы (наибольшей) составляет 71,04-0,04 мм.

Во избежание возможного контакта между ними и головками цилиндров, в случае за­мены, необходимо контролировать надпоршневой зазор. Если зазор между поршнем и го­ловкой цилиндра после затяжки болтов ее крепления будет менее 0,87 мм, необходимо под­резать днище поршня на недостающую до этого значения величину.

Установка поршней с двигателей КАМАЗ других моделей недопустима. Маркировка поршня 740.51-1004015 выполняется в литье на внутренней полости поршня.

Компрессионные кольца (рисунок 17) изготавливаются из высокопрочного, а масло­съемное — из серого чугунов. Верхнее компрессионное кольцо имеет форму двухсторонней трапеции, с внутренней выборкой со стороны верхнего торца, а второе имеет форму одно­сторонней трапеции. При монтаже торец с отметкой «верх” должен располагаться со сторо­ны днища поршня.

Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца 4 покрыта молибденом и име­ет бочкообразную форму. На рабочей поверхности второго компрессионного 5 и масло­съемного колец 2 нанесен хром. Ее форма на втором кольце представляет собой конус с ук­лоном к нижнему торцу, по этому характерному признаку кольцо получило название «ми­нутное». Минутные кольца применены для снижения расхода масла на угар, их установка в верхнюю канавку недопустима.

Маслосъемное кольцо коробчатого типа, высотой 4 мм, с пружинным расширителем, имеющим переменный шаг витков и шлифованную наружную поверхность. Средняя часть расширителя с меньшим шагом витков при установке на поршень должна располагаться в замке кольца.

Установка поршневых колец с других моделей двигателей КАМАЗ может привести к увеличению расхода масла на угар и, как следствие, ухудшению экологических показателей.

Форсунки охлаждения (рисунок 6) устанавливаются в картерной части блока цилинд­ров и обеспечивают подачу масла из главной масляной магистрали, при достижении в ней давления 80… 120 кПа (0,8…1,2 кг/см2), на внутреннюю полость поршней. На такое давление отрегулирован клапан, расположенный в каждой из форсунок.

При сборке двигателя необходимо контролировать правильность положения трубки форсунки относительно гильзы цилиндра и поршня. Контакт с поршнем недопустим.

Поршень с шатуном (рисунок 17) соединены пальцем 3 плавающего типа, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами 6. Палец изготовлен из хромоникелевой стали, диаметр отверстия 16 мм. Применение пальцев с диаметром отверстия 22 и 25 мм не­допустимо, так как это нарушает балансировку двигателя.

Привод отбора мощности передний (рисунок 18) осуществляется с носка коленчатого вала через полумуфту отбора мощности 2, прикрепленную к носку коленчатого вала 13 восьмью специальными болтами M12x1,25. Центрирование полумуфты относительно колен­чатого вала осуществляется по внутренней расточке выносного противовеса. Крутящий мо­мент от полумуфты передается посредством вала привода агрегатов 1 и вала отбора мощно­сти 3 на шкив 4. Вал отбора мощности 3 устанавливается на двух шариковых подшипниках 11 и 12. Уплотнение полости осуществляется манжетой 8 и заглушкой 10 с резиновым коль­цом 14. Для уменьшения износа шлицевых соединений, вал привода агрегатов удерживает­ся от осевых перемещений пружиной 9.

Рисунок 18 — Установка привода отбора мощности переднего и шкива:
1 — вал привода агрегатов, 2 — полумуфта отбора мощности; 3 — вал отбора мощности; 4 — шкив; 5 — болт; 6 — передняя крышка блока, 7 — корпус подшипника; 8 — манжета; 9 — пружина; 10 — заглушка; 11, 12 — подшипник 13 — коленчатый вал; 14 — резиновое кольцо уплотнения заглушки;
15 — стопорное кольцо.

Кривошипно-шатунный механизм

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ (рисунок 7) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, связанные щеками и сопряженные переходными галтелями. Для равномерного чередования рабочих ходов шатунные шейки коленчатого вала расположены под углом 90°.

Рисунок 7 — Коленчатый вал:

1 — противовес; 2 — шестерня привода масляного насоса; 3 — шпонка; 4 — отверстия подвода масла к шатунным шейкам; 5 — отверстия подвода масла в коренных шейках.

К каждой шатунной шейке присоединяются два шатуна (рисунок 8) — один для правого и один для левого рядов цилиндров.

Упрочнение коленчатого вала производится азотированием на глубину 0,5…0,7 мм, твердость упрочненного слоя не менее 600 HV3. Подвод масла к шатунным шейкам производится через отверстия в коренных шейках 5 и отверстий шатунных шейках 4 (рисунок 7).

Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленчатого вала. Кроме основных противовесов, имеется дополнительный съемный противовес 1, напрессованный на вал, его угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонкой 3. Съемный противовес выполнен в виде зубчатого колеса поз. 9 (рисунок 11), для формирования опорных сигналов датчика положения коленчатого вала.

На хвостовике коленчатого вала выполнена шейка 9 (рисунок 9), по которой центрируется шестерня 8 привода газораспределительного механизма и маховик 1 (рисунок 10). На торце хвостовика коленчатого вала выполнено десять резьбовых отверстий М16х1,5-6Н для крепления шестерни коленчатого вала и маховика, на торце носка выполнено восемь резьбовых отверстий М12х1,25-6Н для крепления гасителя крутильных колебаний. На носке коленчатого вала (рисунок 7) установлена шестерня привода масляного насоса 2.

От осевых перемещений коленчатый вал зафиксирован двумя верхними полукольцами 1 и двумя нижними полукольцами 2 (рисунок 9), установленными в проточках задней коренной опоры блока цилиндров, так, что сторона с канавками прилегает к упорным торцам вала.

Уплотнение коленчатого вала осуществляется резиновой манжетой 8 (рисунок 10), с дополнительным уплотняющим элементом — пыльником 9. Манжета размещена в картере маховика 4. Манжета изготовлена из фторкаучука по технологии формования рабочей уплотняющей кромки непосредственно в прессформе.

Номинальные диаметры шеек коленчатого вала:

— коренных (95±0,015) мм;

— шатунных (80±0,015) мм.

Маркировка коленчатого вала, выполненная в поковке на третьем противовесе, должна быть 740.50-1005020.

Рисунок 8 — Шатун:

1 — стержень шатуна; 2 — крышка шатуна; 3 — втулка верхней головки шатуна; 4 — вкладыш нижней головки шатуна; 5 — болт крепления крышки шатуна; 6 — гайка болта крепления крышки шатуна.

КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ПОДШИПНИКИ (ВКЛАДЫШИ) (рисунки 8 и 9) изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0,3 мм, слоем свинцовооловянистого сплава толщиной 0,022 мм и слоем олова толщиной 0,003 мм. Верхние 3 и нижние 4 (рисунок 9) вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения.

Рисунок 9 — Установка упорных полуколец и вкладышей коленчатого вала:

1 — полукольцо упорное подшипника верхнее; 2 — полукольцо упорное подшипника нижнее; 3 — вкладыш подшипника коленчатого вала верхний; 4 — вкладыш подшипника коленчатого вала нижний; 5 — блок цилиндров; 6 — крышка подшипника коленчатого вала задняя; 7 — коленчатый вал; 8 — шестерня привода газораспределительного механизма; 9 — центрирующая шейка коленчатого вала.

Оба вкладыша 4 (рисунок 8) нижней головки шатуна взаимозаменяемы. От проворачивания и бокового смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные в постелях блока и шатуна, а также крышках подшипников.

Вкладыши имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности при форсировке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные).

Не рекомендуется замена вкладышей при ремонте на серийные с маркировкой 740…, так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Вкладыши 7405.1005170 Р0, 7405.1005171 Р0, 7405.1005058 Р0 применяются при восстановлении двигателя без шлифовки шеек коленчатого вала, при этом, при необходимости, шейки коленчатого вала необходимо заполировать. Вкладыши 7405.1005 170 Р1, 7405.1005 171 Р1 и 7405.1005058 Р1 применяются с перешлифовкой шеек коленчатого вала в ремонтный размер. Диаметры коренных и шатунных шеек коленчатого вала, диаметр отверстия в блоке цилиндров и нижней головки шатуна под эти вкладыши указаны в приложении Б и В. Пределы допусков по диаметрам шеек коленчатого вала при восстановлении двигателя должны быть такими же, как и у номинальных размеров.

КРЫШКИ КОРЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ (рисунок 11)изготовлены из высокопрочного чугуна. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов 3, 4, 5, которые затягиваются по определенной схеме с регламентированным моментом (приложение А).

Рисунок 11 — Установка крышек подшипников коленчатого вала:

1 — крышка подшипника; 2 — коленчатый вал; 3 — болт крепления крышки; 4 — болт стяжной крепления крышки подшипника левый; 5 — болт стяжной крепления крышки подшипника правый; 6 — шайба; 7 — блок; 8 -штифт; 9 — противовес съемный коленчатого вала.

ШАТУН (рисунок 8) стальной, кованный, стержень 1 имеет двутавровое сечение. Верхняя головка шатуна неразъемная, нижняя выполнена с прямым и плоским разъемом. Шатун окончательно обрабатывают в сборе с крышкой 2, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. На крышке и стержне шатуна нанесены метки спаренности — трехзначные порядковые номера. Кроме того на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 3, а в нижнюю установлены сменные вкладыши 4. Крышка нижней головки шатуна крепится с помощью гаек 6, навернутых на болты 5, предварительно запрессованные в стержень шатуна. Затяжка шатунных болтов осуществляется по схеме, определенной в приложении А.

МАХОВИК 1 закреплен десятью болтами 7 (рисунок 10), изготовленными из легированной стали, на торце хвостовика коленчатого вала и зафиксирован штифтом 10 на центрирующей шейке коленчатого вала. С целью исключения повреждения поверхности маховика, под головки болтов устанавливается шайба 6. Величины моментов затяжки болтов маховика указаны в приложении А. На маховик напрессован зубчатый обод 13, с которым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя. Под манжету уплотнения коленчатого вала устанавливается кольцо 11 с наружной хромированной поверхностью. Во внутреннюю расточку маховика установлена дистанционная втулка 12.

Для обеспечения требуемого дисбаланса коленчатого вала в сборе с маховиком, на маховике выполняется выборка 14 (рисунок 10).

При регулировках тепловых зазоров в клапанах, маховик фиксируется фиксатором (рисунок 12).

Установка маховиков двигателей других моделей при проведении ремонтных работ не допускается.

На рисунке 10 показан маховик под установку однодискового диафрагменного сцепления автомобильной комплектации. Маховик двигателя автобусной комплектации приведен на рисунке 3. В зависимости от комплектации двигателя могут быть применены маховики другого вида.

Рисунок 10 — Установка маховика:

1 — маховик; 2 — блок цилиндров; 3 — коленчатый вал; 4 — картер маховика; 5 — подшипник первичного вала коробки передач; 6 — шайба; 7 — болт; 8 — манжета уплотнения коленчатого вала; 9 — пыльник манжеты; 10 — штифт установочный маховика; 11 — кольцо; 12 — втулка дистанционная; 13 — обод зубчатый маховика; 14 — выборка под дисбаланс.

ГАСИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ (рисунок 13) закреплен восемью болтами 8 на носке коленчатого вала. Гаситель состоит из корпуса 1, в который установлен с зазором маховик гасителя 2. Снаружи корпус гасителя закрыт крышкой 3. Герметичность обеспечивается завальцовкой или сваркой по стыку корпуса гасителя и крышки. Между корпусом гасителя и маховиком гасителя находится высоковязкая силиконовая жидкость, дозировано заправленная перед заваркой крышки. Гашение крутильных колебаний коленчатого вала происходит путем торможения корпуса гасителя, закрепленного на носке коленчатого вала, относительно маховика в среде силиконовой жидкости. При этом энергия торможения выделяется в виде теплоты.

Рисунок 13 — Установка гасителя крутильных колебаний:

1 — корпус гасителя; 2 — маховик гасителя; 3- крышка; 4 — шайба; 5 — высоковязкостная силиконовая жидкость; 6 — центровочный буртик; 7 — фторопластовый подшипник; 8 — болт крепления гасителя; 9 — полумуфта отбора мощности; 10 — коленчатый вал; 11 — блок цилиндров; 12 — пробка заправочного отверстия.

Установка гасителя крутильных колебаний двигателей автобусной комплектации приведена на рисунке 16.

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ при проведении ремонтных работ деформировать корпус и крышку гасителя. Гаситель с деформированным корпусом или крышкой к дальнейшей эксплуатации не пригоден.

После установки гасителя проверить наличие зазора между гасителем и противовесом.

ПОРШЕНЬ 1 (рисунок 14)отлит из алюминиевого сплава со вставкой из износостойкого чугуна под верхнее компрессионное кольцо. В головке поршня выполнена камера сгорания соосная с осью поршня увеличенного объема. В связи с указанными изменениями установка поршней с двигателей КАМАЗ других моделей недопустима.

Рисунок 14 — Поршень с кольцами в сборе с шатуном:

1 — поршень; 2 — маслосъемное кольцо; 3 — поршневой палец; 4,5 — компрессионные кольца; 6 — стопорное кольцо.

Боковая поверхность представляет собой сложную овально-бочкообразную форму с занижением в зоне отверстий под поршневой палец. На юбку нанесено графитовое покрытие. В нижней части юбки поршня выполнен паз, исключающий, при правильной сборке, контакт поршня с форсункой охлаждения при нахождении его в нижней мертвой точке.

Поршень комплектуется двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Отличительной его особенностью является уменьшенное расстояние от днища до нижнего торца верхней канавки, которое составляет 17 мм.

На двигателе аналогично другим моделям двигателей КАМАЗ, с целью обеспечения топливной экономичности и экологических показателей, применен селективный подбор поршней для каждого цилиндра по расстоянию от оси поршневого пальца до днища. По указанному параметру поршни разбиты на четыре группы 10, 20, 30 и 40. Каждая последующая группа от предыдущей отличается на 0,11 мм. В запасные части поставляются поршни 40 группы (наибольшей).

Во избежание возможного контакта между поршнями и головками цилиндров, в случае замены, необходимо контролировать надпоршневой зазор. Если зазор между поршнем и головкой цилиндра после затяжки болтов ее крепления будет менее 0,87 мм, необходимо подрезать днище поршня на недостающую до этого значения величину.

КОМПРЕССИОННЫЕ КОЛЬЦА (рисунок 14) изготавливаются из высокопрочного, а маслосъемное из серого чугунов. Верхнее компрессионное кольцо имеет форму двухсторонней трапеции, с внутренней выборкой со стороны верхнего торца, а второе имеет форму односторонней трапеции. При монтаже торец с отметкой «верх» должен располагаться со стороны днища поршня.

Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца 4 покрыта молибденом и имеет бочкообразную форму. На рабочей поверхности второго компрессионного 5 и маслосъемного колец 2 нанесен хром. Ее форма на втором кольце представляет собой конус с уклоном к нижнему торцу, по этому характерному признаку кольцо получило название «минутное».

Минутные кольца применены для снижения расхода масла на угар, их установка в верхнюю канавку недопустима.

МАСЛОСЪЕМНОЕ КОЛЬЦО коробчатого типа, высотой 4 мм, с пружинным расширителем, имеющим переменный шаг витков и шлифованную наружную поверхность. Средняя часть расширителя с меньшим шагом витков при установке на поршень должна располагаться в замке кольца.

ФОРСУНКИ ОХЛАЖДЕНИЯ (рисунок 5) устанавливаются в картерной части блока цилиндров и обеспечивают подачу масла из главной масляной магистрали, при достижении в ней давления 80…120 кПа (0,8…1,2 кг/см2), на внутреннюю полость поршней. На такое давление отрегулирован клапан, расположенный в каждой из форсунок.

При сборке двигателя необходимо контролировать правильность положения трубки форсунки относительно гильзы цилиндра и поршня. Контакт с поршнем недопустим.

ПОРШЕНЬ С ШАТУНОМ (рисунок 14) соединены пальцем 3 плавающего типа, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами 6. Палец изготовлен из хромоникелевой стали, диаметр отверстия 16 мм. Применение пальцев с диаметром отверстия 22 и 25 мм недопустимо, так как это нарушает балансировку двигателя.

ПРИВОД ОТБОРА МОЩНОСТИ ПЕРЕДНИЙ (двигателей автомобильной комплектации рисунок 15) осуществляется с носка коленчатого вала через полумуфту отбора мощности 2, прикрепленную к коленчатому валу 13 восемью специальными болтами M12x1,25. Центрирование полумуфты относительно коленчатого вала осуществляется по внутренней расточке выносного противовеса. Крутящий момент от полумуфты передается посредством вала привода агрегатов 1 и вала отбора мощности 3 на шкив 4. Вал отбора мощности 3 устанавливается на двух шариковых подшипниках 11 и 12. Уплотнение полости осуществляется манжетой 8 и заглушкой 10 с резиновым кольцом 14. Для уменьшения износа шлицевых соединений, вал привода агрегатов удерживается от осевых перемещений пружиной 9.

Рисунок 15 — Установка привода отбора мощности переднего и шкива:

1 — вал привода агрегатов; 2 — полумуфта отбора мощности; 3 — вал отбора мощности; 4 — шкив; 5 — болт; 6 — передняя крышка блока; 7 — корпус подшипника; 8 — манжета; 9 — пружина; 10 — заглушка; 11,12 — подшипники; 13 — коленчатый вал; 14 — резиновое кольцо уплотнения заглушки; 15 — стопорное кольцо.

УСТАНОВКА ШКИВА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА (двигателей автобусной комплектации) приведена на рисунке 16. От шкива коленчатого вала осуществляется привод генератора и водяного насоса поликлиновым ремнем. Шкив имеет два дополнительных ручья под моноклиновый ремень для привода вентилятора. Описание установки вентилятора и его устройство см. «Руководство по эксплуатации автобуса».

Шкив крепится к фланцу отбора мощности 9 шестью специальными болтами 13. На торце шкива выполнено шесть отверстий диаметром 14 мм. Отверстия предназначены для проворота коленчатого вала при регулировке зазоров клапанов. Порядок регулировки клапанов приведен в разделе «Техническое обслуживание».

Рисунок 16 — Установка гасителя крутильных колебаний и шкива коленвала для двигателей автобусной комплектации:

1 — корпус гасителя; 2 — маховик гасителя; 3 — крышка; 4 — пробка заправочного отверстия; 5 — высоковязкостная силиконовая жидкость; 6 — центровочный буртик; 7 — фторопластовый подшипник; 8 — болт крепления гасителя; 9 — фланец отбора мощности; 10 — коленчатый вал; 11 — блок цилиндров; 12 — шкив; 13 — болт; 14 — крышка блока передняя.

Кривошипно-шатунный механизм / Руководства по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. Двигатели КамАЗ 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, 740.30-260, 740.50-360, 740.51-320, 740.50-3901001 КД / Техсправочник / Кама-Автодеталь

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Коленчатый вал (рис. Коленчатый вал) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, закаленных ТВЧ, которые связаны между собой щеками и сопрягаются с ними переходными галтелями. Для равномерного чередования рабочих ходов расположение шатунных шеек коленчатого вала выполнено под углом 90°.

К каждой шатунной шейке присоединяются два шатуна: один для правого и один для левого рядов цилиндров (рис. Шатун).

1 — противовес коленчатого вала передний; 2 — противовес коленчатого вала задний; 3 — шестерня привода масляного насоса; 4 — шестерня привода газораспределительного механизма; 5,6- шпонка; 7 -штифт; 8- жиклер; 9 — облегчающие отверстия; 10 — отверстия подвода масла в коренных шейках 11-отверстия подвода масла к шатунным шейкам.

Подвод масла к шатунным шейкам производится от отверстий в коренных шейках 10 прямыми отверстиями 11.

Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленчатого вала. Кроме основныхпротивовесов, имеются два дополнительных съемных противовеса 1 и 2, напрессованных на вал, при этом их угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонками 5 и 6 (рис.Коленчатый вал).

В расточку хвостовика коленчатого вала запрессован шариковый подшипник 5 (рис.Установка упорных полуколец и вкладышей подшипников коленчатого вала).

Установка упорных полуколец и вкладышей подшипников коленчатого вала: 1 — полукольцо упорного подшипника коленчатого вала верхнее: 2- полукольцо упорного подшипника коленчатого вала нижнее 3- вкладыш подшипника коленчатого вала верхний; 4- вкладыш подшипника коленчатого вала нижний; 5- блок цилиндров 6 — крышка подшипника коленчатого вала задняя 7 — коленчатый вал.

В полость переднего носка коленчатого вала ввернут жиклер 8,через калиброваное отверстие которого осуществляется смазка шлицево валика отбора мощности на привод гидромуфты.

От осевых перемещений коленчатый вал зафиксирован двумя верхними полукольцами 1 и двумя нижними полукольцами 2 (рис.Установка упорных полуколец и вкладышей подшипников коленчатого вала), установленными в проточках задней коренной опоры блока цилиндров,так,что сторона с канавками прилегает к упорным торцам вала. На переднем и заднем носках коленчатого вала (рис. Коленчатый вал) установлены шестерня 3 привода масляного насоса и ведущая шестерня 4 привода распределительного вала. Задний торец коленчатого вала имеет восемь резьбовых отверстий для болтов крепления маховика, передний носок коленчатого вала имеет восемь отверстий для крепления гасителя крутильных колебаний.

Уплотнение коленчатого вала осуществляется резиновой манжетой 8 (рис. Установка маховика и манжеты уплотнения коленчатого вала), с дополнительным уплотняющим элементом — пыльником 9. Манжета размещена в картере маховика 4. Манжета изготовлена из фторкаучука по технологии формования рабочей уплотняющей кромки непосредственно в прессформе.

Установка маховика и манжеты уплотнения коленчатого вала: 1 — маховик; 2- блок цилиндров; 3- коленчатый вал; 4 — картер маховика; 5- подшипник первичного вала коробки передач; 6- шайба; 7- болт крепления маховика; 8- манжета уплотнения коленчатого вала; 9- пыльник манжеты; 10 — штифт установочный маховика

Диаметры шеек коленчатого ваш: коренных 95+0.011 мм, шатунных 80±0,0095 мм.

Для восстановления двигателя предусмотрены восемь ремонтных размеров вкладышей. Обозначение вкладышей подшипников коленчатого вала, диаметр коренной шейки коленчатого вала, диаметр отверстия в блоке цилиндров под эти вкладыши указаны в приложении 1.

Обозначение вкладышей нижней головки шатуна, диаметр шатунной шейки коленчатого вала, диаметр отверстия в нижней головке шатуна под эти вкладыши указаны в приложении 2.

Вкладыши 7405.1005170 Р0, 7405.1005171 Р0, 7405.1005058 Р0 применяются при восстановлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленчатого вала заполировываются. Допуски на диаметры шеек коленчатого вала, отверстий в блоке цилиндров и отверстий в нижней головке шатуна при проведении ремонта двигателя должны быть такими же, как у номинальных размеров новых двигателей.

Коренные и шатунные подшипники изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0.3 мм, слоем свинцовооловянистого сплава толщиной 0.022 мм и слоем олова толщиной 0.003 мм. Верхние 3 (рис.Установка упорных полуколец и вкладышеи подшипников коленчатого вала) и нижние 4 вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения. Оба вкладыша 4 нижней головки шатуна взаимозаменямы. От проворачивания и бокового смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные в постелях блока, крышках подшипников и в постелях шатуна.Вкладыши имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности при форсировке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные). Поэтому при проведении ремонтного обслуживания не рекомендуется замена вкладышей на серийные с маркировкой 740.100.., так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Крышки коренных подшипников (рис.Установка крышек подшипников коленчатого вала) изготовлены из высокопрочного чугуна марки ВЧ50. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов 3, 4, 5, которые затягиваются по определенной схеме регламентированным моментом (см. приложение 8).

Шатун (рис.Шатун) стальной, кованый, стержень 1 имеет двутавровое сечение. Верхняя головка шатуна неразъемная, нижняя выполнена с прямым и плоским разъемом. Шатун окончательно обрабатывают в сборе с крышкой 2, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 3, а в нижнюю установлены сменные вкладыши 4. Крышка нижней головки шатуна крепится с помощью гаек 6, навернутых на болты 5, предварительно запрессованные в стержень шатуна. Затяжка шатунных болтов осуществляется по схеме, определенной в приложении 8. На крышке и стержне шатуна нанесены метки спаренности — трехзначные порядковые номера. Кроме того на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.

Маховик1 (рис.Маховик) закреплен восемью болтами 7 (рис.Установка маховика и манжеты уплотнения коленчатого вала), изготовленными из легированной стали с двенадцатигранной головкой, на заднем торце коленчатого вала и точно зафиксирован двумя штифтами 10 и установочной втулкой 3 (рис.Маховик).

С целью исключения повреждения поверхности маховика под головки болтов устанавливается шайба 6 (рис.Установка маховика и манжеты уплотнения коленчатого вала). Величина моментов затяжки болтов крепления маховика указана в приложении 8. На обработанную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый венец 2, с которым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя (рис.Маховик ).

При выполнении регулировочных работ по установке угла опережения впрыска топлива и величин тепловых зазоров в клапанах маховик фиксируется при помощи фиксатора (рис.Положения ручки фиксатора маховика).

Положения ручки фиксаторамаховика: а)- при эксплуатации, б) — при регулировке,в зацеплении с маховиком

При этом конструкция имеет следующие основные отличия от серийной:

-изменен угол расположения паза под фиксатор на наружной поверхности маховика;

-увеличен диаметр расточки для размещения шайбы под болты крепления маховика.

Рассматриваемые двигатели могут комплектоваться различными типами сцеплений. На рис. Маховик показан маховик для диафрагменного сцепления.

Установка гасителя крутильных колебаний коленчатого вала: 1 — гаситель; 2 — болт крепления гасителя; 3 — полумуфта отбора мощности; 4 — болт крепления полумуфты; 5 — шайба; 6 — коленчатый вал; 7 — блок цилиндров.

Гаситель крутильных колебании закреплен восемью болтами 2 (рис.Установка гасителя крутильных колебании коленчатого вала) на переднем носке коленчатого вала. С целью исключения повреждения поверхности корпуса гасителя под болты устанавливается шайба 5. Гаситель состоит из корпуса (см. рисунок) в который установлен с зазором маховик. Снаружи корпус гасителя закрыт крышкой. Герметичность обеспечивается закаткой (сваркой) по стыку корпуса гасителя и крышки. Между корпусом гасителя и маховиком находится высоковязкостная силиконовая жидкость, дозированно заправленная перед заваркой крышки. Центровка гасителя осуществляется шайбой, приваренной к корпусу(рис. Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала). Гашение крутильных колебаний коленчатого вала происходит путем торможения корпуса гасителя, закрепленного на носке коленчатого вала, относительно маховика в среде силиконовой жидкости. При этом энергия торможения выделяется в виде теплоты. При проведении ремонтных работ категорически запрещается деформировать корпус и крышку гасителя. Гаситель с деформированным корпусом или крышкой к дальнейшей эксплуатации не пригоден.

Поршень 1 (рис.Поршень с кольцами в сборе с шатуном) отлит из алюминиевого сплава со вставкой из износостойкого чугуна под верхнее компрессионное кольцо.

В головке поршня выполнена тороидальная камера сгорания с вытеснителем в центральной части, она смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм.

Боковая поверхность представляет собой сложную овально-бочкообразную форму с занижением в зоне отверстий под поршневой палец. На юбку нанесено графитовое покрытие.

Поршень с шатуном и кольцами в сборе: 1 — поршень; 2 — маслосъемное кольцо; 3 — поршневой палец; 4, 5 — компрессионные кольца; 6 — стопорное кольцо.

В нижней ее части выполнен паз, исключающий при правильной сборке контакт поршня с форсункой охлаждения при нахождении в НМТ.

Поршень комплектуется тремя кольцами, двумя компрессионными и одним маслосъемным. Отличительной его особенностью является уменьшенное расстояние от днища до нижнего торца верхней канавки, которое составляет 17 мм. На двигателях, с целью обеспечения топливной экономичности и экологических показателей, применен селективный подбор поршней для каждого цилиндра по расстоянию от оси поршневого пальца до днища. По указанному параметру поршни разбиты на четыре группы 10, 20, 30 и 40. Каждая последующая группа от предыдущей отличается на 0,11 мм. В запасные части поставляются поршни наибольшей высоты, поэтому во избежание возможного контакта между ними и головками цилиндров в случае замены необходимо контролировать надпоршневой зазор. Если зазор между поршнем и головкой цилиндра после затяжки болтов ее крепления будет менее 0,87 мм необходимо подрезать днище поршня на недостающую до этого значения величину. Поршни двигателей 740.11, 740.13 и 740.14 отличаются друг от друга формой канавок под верхнее компрессионное и маслосъемное кольца, (см. разделы компрессионное и маслосъемное кольца). Установка поршней с двигателей КАМАЗ 740.10 и 7403.10 недопустима. Допускается установка поршней с поршневыми кольцами двигателей 740.13 и 740.14 на двигатель 740.11.

Компрессионные кольца (рис. Поршень с кольцами в сборе с шатуном) изготавливаются из высокопрочного, а маслосъемное из серого чугунов. На двигателе 740.11 форма поперечного сечения компрессионных колец односторонняя трапеция, при монтаже наклонный торец с отметкой «верх» должен располагаться со стороны днища поршня. На двигателях 740.13 и 740.14 верхнее компрессионное кольцо имеет форму сечения двухсторонней трапеции с выборкой на верхнем торце, который должен располагаться со стороны днища поршня.

Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца 4 покрыта молибденом и имеет бочкообразную форму. На рабочую поверхность второго компрессионного 5 и маслосъемного колец 2 нанесен хром. Ее форма на втором кольце представляет собой конус с уклоном к нижнему торцу, по этому характерному признаку кольцо получило название «минутное». Минутные кольца применены для снижения расхода масла на угар, их установка в верхнюю канавку не допустима.

Маслосъемное кольцо коробчатого типа с пружинным расширителем, имеющим переменный шаг витков и шлифованную наружную поверхность. Средняя часть расширителя с меньшим шагом витков при установке на поршень должна располагаться в замке кольца. На двигателе модели 740.11 высота кольца — 5 мм, а на двигателях 740.13 и 740.14 высота кольца — 4 мм.

Установка поршневых колец с других моделей двигателей КАМАЗ может привести к увеличению расхода масла на угар.

Для исключения возможности применения не взаимозаменяемых деталей цилиндро-поршневой группы при проведении ремонтных работ рекомендуется использовать ремонтные комплекты:

-7405.1000128-42 — для двигателя 740.11-240;

-740.13.1000128 и 740.30-1000128 — для двигателей 740.13-260 и 740.14-300.

В ремонтный комплект входят:

-поршень;

-поршневые кольца;

-поршневой палец;

-стопорные кольца поршневого пальца;

-гильза цилиндра;

-уплотнительные кольца гильзы цилиндра.

Форсунки охлаждения (рис. Установка гильзы и форсунка охлаждения поршня) устанавливаются в картерной части блока цилиндров и обеспечивают подачу масла из главной масляной магистрали при достижении в ней давления 0,8 — 1,2 кг/см2 (на такое давление отрегулирован клапан, расположенный в каждой из форсунок) во внутреннюю полость поршней.

При сборке двигателя необходимо контролировать правильность положения трубки форсунки относительно гильзы цилиндра и поршня. Контакт с поршнем недопустим.

Поршень с шатуном (рис. Поршень с кольцами в сборе с шатуном) соединены пальцем 3 плавающего типа, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами 6. Палец изготовлен из хромоникелевой стали, диаметр отверстия 22 мм. Применение пальцев с отверстием 25 мм недопустимо, так как это нарушает балансировку двигателя.

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление от расширяющихся газов при сгорании рабочей смеси и преобразовывает возвратно-поступательное движение вала во вращательное движение коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм включает в себя:
1) блок цилиндров с картером;
2) головки цилиндров;
3) поршни с кольцами;
4) поршневые пальцы;
5) шатуны, коленчатый вал;
6) маховик; поддон картера.
Блок цилиндров является базисной деталью двигателя. К блоку цилиндров крепятся кривошипно-шатунный, газораспределительный механизмы, а также все навесные приборы и механизмы.
Блок цилиндров, как правило, отливают из серого чугуна, реже из сплава силумина. В отливке блоков цилиндров имеются полости для смазывания охлаждающей жидкостью стенок гильз цилиндров. Гильзы цилиндров могут быть вставными и изготовленными из жаростойкой стали, или они могут быть отлиты вместе с блоком-картером. Внутренняя поверхность гильз блока цилиндров тщательно шлифуется, так как она служит в качестве направляющей при движении поршня.
Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху. На ней размещаются детали газораспределительного механизма, камеры сгорания, а также на ней выполнены отверстия под свечи или форсунки и запрессованы втулки и седла клапанов. Для охлаждения камер сгорания вокруг камер и вокруг самой головки предусмотрена специальная полость. Для герметичности разъема между головкой и блоком цилиндров помещается уплотненная стальная или сталеасбестовая прокладка. Крепление головки цилиндров к блоку цилиндров осуществляется при помощи шпилек с гайками. Головки цилиндра отливаются из алюминиевого сплава (АЛ-4) или из чугуна. Сверху они накрываются клапанной крышкой из штампованной стали или алюминиевого сплава, между крышкой и головками цилиндра для уплотнения находится прокладка, выполненная из уплотненной пробковой или маслобензостойкой резины. Двигатели с однорядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, а двигатели с V-образным расположением цилиндров могут иметь отдельные головки на каждый ряд цилиндров, либо на группу цилиндров, или на каждый цилиндр в отдельности.
Поршень воспринимает давление от расширяющихся газов в течение такта двигателя и передает его на коленчатый вал двигателя. Поршень представляет собой перевернутый вверх днищем стакан. Он отливается из высококремнистого алюминиевого сплава. В конструкции поршня выделяют днище, уплотняющую и направляющую часть. Днище вместе с направляющей частью составляет головку поршня. В головке поршня проточены канавки для поршневых колец. Днище поршня вместе с головкой цилиндра формирует камеру сгорания. Ниже головки расположена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются отверстия под поршневой палец. Поскольку поршень совершает движения при высокой температуре, то его конструкция должна полностью исключать его заклинивание при тепловом расширении. Для этого головку поршня делают меньшего диаметра, чем юбку.
Поршневые кольца бывают двух типов: компрессионные и маслосъемные. Они устанавливаются в специально отведенные для этого канавки. Компрессионные кольца предназначены для того, чтобы предотвращать прорыв отработанных газов из камеры сгорания в картер двигателя, а также они служат для уплотнения поршня в гильзе цилиндра. Маслосъемныё кольца предназначены для того, чтобы снимать излишки масла с зеркала цилиндра и не допускать его попадания в камеру сгорания. На поршень, как правило, устанавливают два или три компрессорных кольца, в зависимости от модели автомобиля. Маслосъемныё кольца устанавливают по одному на поршень. Они состоят из двух стальных разрезных колец, одного стального гофрированного осевого кольца и одного радиального расширителя.
Компрессионные кольца могут иметь коническую форму и выточку на верхней внутренней кромке кольца, а также они могут быть прямоугольного сечения. Маслосъемные кольца могут иметь коническую, скребковую или пластинчатую форму с расширителями. Маслосъемные кольца также имеют сквозные прорези для прохода масла через канавку внутрь поршня.
Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном и удерживается от осевого смещения стопорными кольцами. Палец имеет форму пустотелого цилиндра. Он изготавливается из хромоникелевой стали. Его поверхность упрочняется цементацией и закаливается токами высокой частоты.
Шатун необходим для соединения поршня с коленчатым валом двигателя, а также для передачи давления расширяющихся газов от поршня к коленчатому валу. Кроме этого во время вспомогательных тактов через шатун приводится в действие поршень.
Шатун состоит из верхней головки с запрессованной втулкой, выполненной из оловянной бронзы и из разъемной нижней головки. В нижнюю головку шатуна вставлены тонкостенные вкладыши, залитые слоем антифрикционного сплава. Головки шатуна соединяются стержнем двутаврового сечения. Нижняя разъемная головка шатуна закрепляется на шатунной шейке коленчатого вала при помощи крышки. Шатун и его крышка изготавливаются из легированной или углеродистой стали.
Нижняя головка шатуна и крышка соединяются болтами и шпильками со специальными шайбами.
Резьба гайки немного отличается от резьбы шпилек болтов, это обеспечивает самостопорение резьбового соединения.
Вкладыши нижней головки изготовлены из стальной или сталеалюминевой ленты, которая покрыта антифрикционным слоем. От поворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются специальными выступами (усиками). Усики фиксируются в канавках, выфрезированных в шатуне и его крышке.
Коленчатый вал предназначен для того, чтобы воспринимать усилия от поршней и преобразовывать их в крутящий момент, который передается агрегатам трансмиссии автомобиля через маховик. Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, которые соединяются шейками с противовесами, из фланца и креплений для маховика. На переднем кольце коленчатого вала (носке) находятся шпоночные пазы для закрепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора. Кроме этого на носке коленчатого вала имеется отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует колено (кривошип) коленчатого вала. Расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов поршня в различных цилиндрах автомобильного двигателя.
Коленчатый вал изготовляют из стали или из высокопрочного магниевого чугуна. Шейки вала изготовляют полыми, это позволяет уменьшить величину «центробежных сил, кроме этого полости шеек коленчатого вала служат в качестве грязеуловителей моторного масла. Шейки коленчатого вала полируют и шлифуют, а поверхность закаливают токами высокой частоты. Шейки вала имеют небольшие сверления для подвода масла к трущимся поверхностям шатунных и коренных шеек вала.
Маховик предназначен для уменьшения неравномерности работы двигателя, для вывода поршней из мертвых точек, для облегчения пуска двигателя, кроме этого маховик способствует плавному движению автомобиля с места. Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна. На ободе маховика находится зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.
Поддон картера выполняет резервуар для моторного масла и предохраняет картер двигателя от попадания пыли и грязи. Поддон картера изготовляют из стали или из алюминиевых сплавов.

Кривошипно-шатунный механизм

В блок цилиндров вставляются гильзы из износостойкого чугуна, гильзы прижимаются к блоку головками.

Уплотнение в верхней части осуществляется с помощью сталеасбестовых прокладок, а в нижней — медными кольцевыми прокладками, установленными между блоком и гильзой.

На двигателе устанавливаются прокладки головок цилиндров с круглыми водяными протоками.

Порядок нумерации цилиндров указан на рис. ниже.

Порядок нумерации цилиндров

Головки блока цилиндров имеют высокотурбулентные камеры сгорания и винтовые впускные каналы, а также вставные седла и направляющие втулки клапанов. Маркировка головки 53-11-1003010 нанесена на головке цилиндров под клапанной крышкой. Каждая из головок крепится к блоку с помощью восемнадцати шпилек. Подтяжку делать на холодном двигателе в порядке, указанном на рисунке ниже.

Порядок затяжки гаек головки цилиндров

Перед подтяжкой отвернуть гайки стоек оси коромысел и, приподняв стойки вместе с осью, обеспечить доступ к гайкам крепления головки. После подтяжки гаек головок цилиндров вновь затянуть отвернутые гайки. После этого необходимо отрегулировать зазор между клапанами и коромыслами. Гайки шпилек крепления головок подтягивать в течение первых трех ТО-1, а в дальнейшем эту операцию выполнять через ТО-2.

Подтяжка гаек впускной трубы так же, как и установка ее на место после разборки, должна производиться со всей внимательностью во избежание течи воды в масло.

Перед установкой следует проверить состояние сопрягаемых плоскостей впускной трубы, головок и блока, а также прокладок. Гайки нужно подтянуть так, чтобы слегка прижать прокладки. Далее необходимо затянуть грузовые гайки.

После затяжки грузовых гаек необходимо затянуть гайки крепления впускной трубы попеременно с левой и правой сторон, начиная от грузовых гаек.

Поршни на боковой поверхности имеют надпись ПЕРЕД. Этого указания надо строго придерживаться при установке их в блок.

Поршневые пальцы. Для запрессовки пальца в поршень последний надо нагреть в горячей воде или масле до температуры 70-80 °C. Запрессовка без нагрева может привести к задирам.

Поршневые кольца устанавливаются по три на каждом поршне, два компрессионных и одно маслосъемное.

Компрессионные кольца высотой 2 мм. устанавливают так, чтобы выточка на внутренней поверхности колец (при их наличии) была обращена вверх, как указано на рисунке ниже. При установке компрессионных колец на поршень стыки колец должны быть смещены на 180°.

Установка колец на поршне

  1. компрессионные кольца
  2. кольцевой диск маслосъемного кольца
  3. осевой расширитель
  4. радиальный расширитель

Маслосъемное кольцо — составное из двух плоских стальных хромированных колец и двух расширителей — осевого и радиального.

При установке поршня в блок двигателя плоские кольцевые диски 2 нужно устанавливать так, чтобы их замки были расположены под углом 180° один к другому и под углом 90° к замкам компрессионных колец. При этом замки осевого расширителя 3 и радиального расширителя 4 должны быть расположены под углом 90° к ним (каждый).

Шатуны с поршнями в сборе устанавливаются попарно на каждую из четырех шатунных шеек коленчатого вала.

Отверстие в нижней головке шатуна под вкладыш обрабатывается совместно с крышкой. Поэтому крышки при сборке должны всегда устанавливаться на прежнее место.

На бобышках под болт шатуна и крышке выбит порядковый номер цилиндра. Номер выштампованный на стержне шатуна, и метка 2 (рис. ниже) на крышке шатуна должны быть направлены в одну сторону.

Соединение шатуна с поршнем

  • I — для установки в 1, 2, 3, 4 цилиндры
  • II — для установки в 5, 6, 7, 8 цилиндры
  • 1 — номер на шатуне
  • 2 — метка на крышке шатуна

Шатунные болты взаимозаменяемы.

Самоотвертыванию гайки шатунного болта препятствует установка основной гайки шатуна на герметик «Унигерм-9» или специальная штампованная гайка.

В случае переборки шатуна, гайка которого была застопорена герметикой, необходимо с болта и гайки удалить остатки ранее примененного герметика, тщательно протерев их ветошью, обезжирить их бензином и просушить.

После наживления гайки на болт нанести на ее резьбовую часть 2-3 капли (0,06 г) герметика.

В случае отсутствия герметика стопорение гаек необходимо производить штампованной стопорной гайкой 292759-П. Затяжку стопорной гайки необходимо производить путем ее поворота на 1,5-2 грани от положения соприкосновения торца стопорной гайки с торцом основной гайки. Шатунные вкладыши взаимозаменяемы. Подгонка вкладышей не допускается.

При сборке шатунов с поршнями необходимо соблюдать следующий порядок: шатуны левого ряда цилиндров устанавливать таким образом, чтобы номер на шатуне и метка на его крышке были обращены к передней части двигателя, а правого ряда — наоборот.

Поршни соединяются с шатунами так, чтобы во всех случаях надпись на поршне ПЕРЕД была обращена к передней части двигателя.

Коленчатый вал балансируется в сборе с маховиком и сцеплением. Крышки коренных подшипников чугунные.
Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными шайбами, расположенными по обеим сторонам первого коренного подшипника.

Самоотворачиванию гаек крепления крышки коренного подшипника препятствует установка гаек на герметик «Унигерм-9» или стопорная пластина.

В случае вскрытия крышки коренного подшипника, гайки которого были застопорены герметиком, повторную установку гаек производить согласно рекомендации для гаек шатунных болтов.

В каждой шатунной шейке вала имеется полость (грязеуловитель). При разборке двигателя грязеуловители надо очищать, для чего необходимо отвернуть резьбовые пробки, очистить полости (металлическим ершом, проволокой), промыть их и все каналы керосином, продуть воздухом, завернуть до упора пробки и закернить.

Для предотвращения утечки масла концы коленчатого валя уплотнены сальниками.

Маховик крепится к фланцу коленчатого вала с помощью четырех болтов.

Для увеличения ресурса двигателя до первого капитального ремонта рекомендуется в процессе эксплуатации (но не в гарантийный период) произвести замену поршневых колец и вкладышей коленчатого вала.

Вкладыши коренных подшипников подлежат замене при падении давления масла на прогретом двигателе ниже 100 кПа (1,0 кгс/см2) при 1200 об/мин, что соответствует скорости движения на прямой передаче 35-40 км/ч. Масляный радиатор при контроле давления масла должен быть выключен. Движение с давлением масла меньше 100 кПа (1,0 кгс/см2) на указанной и более высокой скорости не допускается.

При замене коренных вкладышей шатунные нужно осмотреть и заменить лишь в случае необходимости.

Одновременно с заменой вкладышей необходимо очистить полости шатунных шеек коленчатого вала. Эта операция должна выполняться тщательно, т. к. остатки невычищенной грязи будут занесены маслом к шатунным вкладышам, что приведет к их задиру и износу. После очистки пробки необходимо завернуть и закернить.

Поршневые кольца требуют замены, если расход масла на угар превысит 400 грамм/100 км. При замене в двигатель устанавливать комплект колец, состоящий из верхнего компрессионного нехромированного (луженого, фосфатированного или с др. покрытием) чугунного кольца, второго компрессионного из набора стальных дисков и комплекта маслосъемного кольца с нехромированными стальными дисками.

При замене колец следует удалить на гильзе (шабером или иным способом) неизношенный выступающий поясок в ее верхней части.

Одновременно следует очистить головки цилиндров и днища поршней от нагара, полость водяной рубашки — от накипи, а клапаны притереть.

Шатунный механизм — Энциклопедия по машиностроению XXL

До СИХ пор рассматривались различные варианты поршневых двигателей с кривошипно-шатунным механизмом. На автомобилях некоторое распространение получили роторно-поршневые двигатели (РПД) благодаря лучшим значениям массогабаритных показателей. В РПД можно реализовать как обычный цикл Отто, так и дизельный, легко организовать расслоение заряда, отключение секций и так далее. Однако РПД имеют существенный недостаток, ограничивающий возможность выполнения современных требований по токсичности и топливной экономичности. Это прежде всего чрезмерно развитая поверхность камеры сгорания, приводящая к образованию застойных зон. В результате наблюдаются высокие выбросы углеводородов, неудовлетворительная топливная экономичность.  [c.48]
Нормальный или Редукторы, коробки нетяжелый редач автомобилей и тракторов, станки, кривошипно-шатунные механизмы, шпиндели станков  [c.259]

Компрессор (рис. 16-1) состоит из цилиндра 1 с пустотелыми стенками, в которых циркулирует охлаждающая вода, и поршня 2, связанного кривошипно-шатунным механизмом с электродвигателем или другим источником механической работы. В крышке цилиндра в специальных коробках помещаются два клапана всасывающий 3 и нагнетательный 4, которые открываются автоматически под действием изменения давления в цилиндре.  [c.245]

Прецизионные зубчатые передачи металлорежущие станки (кроме строгальных и долбежных) блоки электродвигатели малой н средней мощности легкие вентиляторы и воздуходувки рольганги мелкосортных прокатных станов. 1,5 Буксы рельсового подвижного состава . зубчатые передачи 7-й и 8-й степеней точности редукторы всех конструкций, краны электрические для среднего режима. 1,8 Центрифуги мощные электрические машины энергетическое оборудование. 2,5 Зубчатые передачи 9-й степени точности. Дробилки и копры кривошипно-шатунные механизмы валки прокатных станов, мощные вентиляторы и эксгаустеры 2,5…3,0 Тяжелые ковочные машины лесопильные рамы рабочие рольганги у крупносортных станов, блюмингов н слябингов  [c.356]

К циклически нагруженным относятся соединения, подвергающиеся действию пульсирующей или знакопеременной силы (давление рабочих тазов в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров, силы инерции движущихся масс в головках шатунов и подшипниках кривошипно-шатунных механизмов). I  [c.425]

TOB машин и механизмов коленчатых и торсионных валов, клапанных пружин, кривошипно-шатунных механизмов и др.  [c.223]

Направляющие ползунов (крейцкопфов) поршневых двигателей, для которых характерны нагрузки в одной плоскости (плоскости кривошипно-шатунного механизма), значительные скорости и в большинстве случаев повышенные температуры.  [c.465]
Пример 120. Колеблющаяся масса вибрационного грохота, установленного на наклонной плоскости с углом наклона а (рис. 158, а), приводится в движение при помощи двух пружин жесткостью с njM каждая, соединенных с ползуном В криво-шипно-шатунного механизма. Длина I шатуна АВ значительно больше длины г кривошипа ОА так что первой и более высокими степенями отношения у можно пренебречь, т. е. можно  [c.278]

Построим в масштабе д =2,22 см/мм схему кривошипно-шатунного механизма в заданном положении (рис. 234).  [c.259]

Задача 6.6. Кривошипно-шатунный механизм состоит из кривошипа ОА и шатуна АВ с одинаковой длиной г. Кривошип вращается вокруг неподвижного центра О. Угол О (рис. а) изменяется согласно  [c.381]

Задача 6.25. В кривошипно-шатунном механизме угол BOA равен в данный момент 0,5к. Угловая скорость и угловое ускорение кривошипа длиной ОА = г = 20 см известны = сек , e , = 0,2iz сек .  [c.428]

Задача 267. Машина для ковки металла (см. рис. а) приводится в действие посредством кривошипно-шатунного механизма ОАВ. Определить давление машины на фундамент при работе вхолостую, если вес станины с наковальней О равен Р , вес кривошипа ОА длины г равен Р , вес молота Р равен Р. Кривошип ОА считать однородным стержнем.  [c.149]

Рассмотрим кривошипно-шатунный механизм в момент времени t, когда кривошип ОА повернулся из нижнего вертикального положения на угол if = (ui. Координаты Vi, У2, j/j центров тяжестей Си С , Сз масс системы изображены на рис. б). Нетрудно видеть, что  [c.151]

Задача 337. Вычислить кинетическую энергию кривошипно-шатунного механизма, у которого вес и длина кривошипа О А соответственно равны весу и длине шатуна АВ. Кривошип О А веса Р и длины г вращается с угловой скоростью ( о. Вес ползуна В равен Q.  [c.289]

После подстановки выражений (2), (11) и (16) в формулу (1) получим искомую кинетическую энергию кривошипно-шатунного механизма  [c.293]

Кривошипно-шатунный механизм является системой с одной степенью свободы. В качестве обобщенной координаты выбираем угол поворота [c.462]

Задача 412. Кривошипно-шатунный механизм ОАВ, расположенный в вертикальной плоскости, приводится в движение посредством кривошипа О А, к которому приложена пара сил с моментом т. Найти закон изменения момента т, при котором осуществляется равномерное вращение кривошипа — вес кривошипа О А, г — длина  [c.487]

Кинетическая энергия кривошипно-шатунного механизма вычисляется по формуле (3) после подстановки в нее значений и 7 соответственно из (4), (14) и (16)  [c.490]

Задача 591. В кривошипно-шатунном механизме длина кривошипа г и длина шатуна I связаны соотношением / = г 3. Определить угловую скорость и угловое ускорение шатуна в тот момент, когда он составляет с кривошипом прямой угол, если угловая скорость кривошипа постоянна п равна (о .  [c.222]

Задача 595 (рис. 360). Со стойкой ОЕ кривошипно-шатунного механизма связано неподвижное колесо / радиусом Чг, по которому без скольжения катится колесо II радиусом г. С колесом II наглухо скреплен поводок BD длиной г, а шатун ВС связывает поводок с ползуном С. Определить ускорение ползуна С и угловое ускорение шатуна в момент, когда а = 30°, если известно, что в этот момент точки О, Л и В нахо-  [c.223]

Задача 607. Шатуны С А и СВ двух кривошипно-шатунных механизмов соединены между собой шарниром С. Кривошипы О А и 0 В длиной г каждый вращаются в одну сторону с равными постоянными угловыми скоростями Юц. Определить скорость и ускорение точки С в момент, когда кривошипы расположены на одной прямой, как показано на рис. 367, а, если в этот момент САО — = СВ0.2 — 45°. Расстояние 0 0., = 2г.  [c.229]

Задача 615 (рис. 375). В кривошипно-шатунном механизме с круговой направляющей кривошип ОА имеет в данный момент  [c.233]

Задача 1060. В кривошипно-шатунном механизме к кривошипу длиной г приложен постоянный вращающий момент М. Определить, какую угловую скорость приобретет кривошип после одного оборота, если в начальный момент система находилась в покое, а кривошип занимал горизонтальное положение. Кривошип и шатун  [c.369]


Задача 1169 (рис. 590). Кривошипно-шатунный механизм расположен в вертикальной плоскости. Определить, какой вращающий момент М передается на кривошип, когда он образует угол ф с вертикалью, если результирующее давление пара в цилиндре равно F. Кривошип и шатун считать однородными стержнями равной длины I и весом Р каждый. Трением и весом поршня пренебречь.  [c.412]

Задача 1380. Кривошипно-шатунный механизм состоит из кривошипа и шатуна, принимаемых за однородные стержни с общей массой т. В момент, когда кривошип находится в покое в крайнем правом положении, на него действует ударный импульс, момент которого относительно оси вращения кривошипа равен М (S). Определить угловую скорость, которую приобретает кривошип сразу после удара, если его длина равна г. зм (s)  [c.503]

Задача 1381. В кривошипно-шатунном механизме кривошип и шатун представляют собой однородные стержни, длины I и массы т которых одинаковы масса ползуна равна М. В момент, когда угол, составленный кривошипом с направляющими ползуна, равен 30°, по ползуну производится удар, имеющий импульс S, направленный противоположно скорости ползуна. Найти угловую скорость кривошипа непосредственно после удара, если в момент удара она равна  [c.503]

Пример 2. Для точек М и Л/а кривошипно-шатунного механизма, изображенного на рис. 1.2, уравнения связей имеют вид  [c.11]

Для кривошипно-шатунного механизма подобный случай имеет место в момент, когда / САВ = 90 (рис. 107), но. в отличие от шарнирного параллелограмма, скорости всех точек звена ВС будут равны друг другу только е данный момент времени, т. е. здесь имеет место мгновенное поступательное распределение скоростей.  [c.112]

Для ц птрлльного кривошипно-шатунного механизма а = О, и уравнение (5.52) принимает вид  [c.121]

Нагрузки со значительными толчками и вибрациями кратковременные перегрузки до 200 % номинальной нагрузки 1,8…2,5 Зубчатые передачи. Дробилки и копры. Кривошипно-шатунные механизмы. Валки прокатных станов. Мощные веггтиляторы  [c.107]

Пример 75. Кривошип ОЛ нецентрального кривошиппо-шатунного механизма, изображенною на рис. 358, а, вращается с постоянной угловой скоростью = = 10 с . Определить ускорения пальца кривошипа А, ползунка S, середины С 1патупа и угловое ускорение шатуна АВ в тот момент, когда кривошип ОА нер-пепднкулярен к траектории движения ползунка, если ОА = 25 см, 0D 5 см, ЛВ = 50 см (рнс. 358, а).  [c.268]

Случай I. Пусть, например, требуется найти ускорение псл-зунка В крнБошипно-шатунного механизма и угловое ускорение шатуна АВ этого механизма (рис. 359, а), если известно, что кривошип ОА вращается равномерно с угловой скоростью со в сторону, обратную вращению часовой стрелки.  [c.269]

Декартовы координаты любой точки Mi механической системы являются функциями обобщенных координат этой системы. Так, например, зная длину кривошипа г и длину шатуна I кривошипио-шатунного механизма (рис. 234), можно выразить декартову координату ползуна В через обобщенную координату ср  [c.299]

Задача 6.4. Движение звеньев кривошипно-шатунного механизма определяется углом начальном положении угол = (рис. а).  [c.371]

Задача 6.13. Кривошипно-шатунный механизм (рис. а) состоит из кривошипа ОА=г, вращающегося вокруг неиодвиж1Юй точки О, шатуна АВ=1 и ползуна В, перемещающегося но горизонтальной прямой Ох. Угол поворота кривошипа = где /г — постоянный коэффициент.  [c.393]

Движение возможно, если подкоренное выражение положительно. Задача 354. На рис. а изображен узел автоматического устройства, состоящий из двух спаренных кривошипно-шатунных механизмов OiAiB и OiA Bi, имеюпгих общий ползун D веса Q, который движется в вертикальных направляющих. Кривошипы 0 Ai и и  [c.324]

Так, кривошипно-шатунный механизм является системой с одной степенью свободы. В качестве обобщенной координаты может быть взят угол поворота кривошипа, значением которого однозначно определяются люложения всех материальных точек системы.  [c.453]

Е1озвращаясь к составлению уравнения Лагранжа для рассматриваемого кривошипно-шатунного механизма, вычислим частную производную от кинетической энергии Т, определенной формулой (17),  [c.491]


(a) Схема движения кривошипно-шатунного механизма и (b)…

Контекст 1

… вызванного одноцилиндровым двухтактным двигателем кривошипно-шатунный механизм одноцилиндрового двухтактного двигателя. Силовая диаграмма поршнево-шатунного механизма представлена ​​на рис. 1(б). …

Контекст 2

… индуцированный одноцилиндровым двухтактным двигателем На рис. 1(а) показана принципиальная схема кривошипно-шатунного механизма одноцилиндрового двухтактного двигателя.Силовая диаграмма поршнево-шатунного механизма представлена ​​на рис. 1(б). Если предположить, что коленчатый вал вращается с постоянной угловой скоростью v, то смещение поршня определяется как …

Контекст 3

… динамический коэффициент, коэффициент демпфирования и отношение осевой жесткости к радиальной жесткости резиновых изоляторов имеют большое конструктивное пространство. 23 Следовательно, резиновый виброизолятор JSD выбран в качестве опорного элемента для монтажной системы, как показано на рис. 11(а), а размеры резинового виброизолятора показаны на рис. 11(б).Для дальнейшей оптимизации исходные параметры приведены в таблице 2. …

Контекст 4

… динамический коэффициент, коэффициент демпфирования и отношение осевой жесткости к радиальной жесткости резиновых изоляторов имеют большое расчетное пространство . 23 Следовательно, резиновый виброизолятор JSD выбран в качестве опорного элемента для монтажной системы, как показано на рис. 11(а), а размеры резинового виброизолятора показаны на рис. 11(б). Для дальнейшей оптимизации исходные параметры приведены в табл. 2….

Контекст 5

… компонент резиновой опоры упрощен как ортогональный упругий элемент в трех направлениях без учета жесткости опоры при кручении и демпфирования при кручении. На рис. 12 показана динамическая модель системы крепления силового агрегата двигателя, созданная в модуле ADAMS/view. Синий компонент представляет силовой агрегат двигателя, а красная втулка представляет четыре монтажных элемента. …

Контекст 6

… Чувствительность цели проектирования по отношению к проектным переменным анализируется в модуле ADAMS/Insight. На рис. 13(a)-(f) показаны результаты анализа чувствительности системы крепления по собственной частоте. Можно сделать вывод, что трехмерная жесткость системы крепления больше влияет на собственную частоту системы крепления. …

Контекст 7

… трехсторонняя жесткость монтажных элементов определяется как окончательные переменные конструкции.Рисунок 14(a)-(c) иллюстрирует результаты анализа чувствительности системы крепления с силой реакции. Можно сделать вывод, что трехмерная жесткость системы крепления больше влияет на силу реакции системы крепления. …

Контекст 8

… к выражению возбуждения, созданному в модели АДАМС, точка возбуждения располагалась в центре тяжести модели. На рис. 15(a)-(c) показаны результаты до и после оптимизации трехнаправленной силы реакции опорного элемента.Максимальная частота виброотклика в направлениях X, Y и Z составляет 83,33 Гц. …

Контекст 9

… оптимизация, эффект виброизоляции очень хороший. Рисунок 15(d) иллюстрирует смещение во временной области центра масс двигателя после оптимизации. Смещение центроида в направлениях X и Y составляет менее 0,01 мм, а в направлении Z — 0,063 мм. …

Шатун | Tractor & Construction Plant Wiki

поршень (вверху) и шатун от типичного автомобильного двигателя (шкала в сантиметрах)

В поршневых двигателях шатун или шатун соединяет поршень с кривошипом или коленчатым валом.Вместе с кривошипом они образуют простой механизм, преобразующий прямолинейное движение во вращательное.

Соединительные стержни также могут преобразовывать вращательное движение в прямолинейное. Исторически сложилось так, что до появления двигателей они впервые использовались таким образом для привода машин от водяных колес.

Поскольку шатун является жестким, он может передавать как толчок, так и тягу, поэтому шатун может вращать кривошип на обе половины оборота, т. е. толкать поршень и тянуть поршень.Более ранние механизмы, такие как цепи, могли только тянуть. В некоторых двухтактных двигателях шатун требуется только для толкания.

Сегодня шатуны наиболее известны благодаря их использованию в поршневых двигателях внутреннего сгорания, таких как автомобильные двигатели. Они имеют совершенно другую конструкцию по сравнению с более ранними формами шатунов, использовавшихся в паровых двигателях и паровозах.

История

Схема римской лесопилки Иераполиса, самой ранней известной машины, в которой шатун сочетается с кривошипом. [1]

Самые ранние свидетельства наличия шатуна появляются в конце 3-го века нашей эры на римской лесопилке Иераполиса. Он также появляется на двух восточно-римских лесопильных заводах VI века, раскопанных в Эфесе, соответственно, в Герасе. Кривошипно-шатунный механизм этих римских водяных мельниц преобразовывал вращательное движение водяного колеса в линейное движение пильных полотен. [1]

Где-то между 1174 и 1206 годами арабский изобретатель и инженер Аль-Джазари описал машину, в которой шатун с коленчатым валом перекачивал воду как часть водоподъемной машины, [2] [3] , но устройство было излишне сложным, что указывало на то, что он все еще не полностью понимал концепцию преобразования энергии. [4]

В Италии эпохи Возрождения самые ранние свидетельства наличия составного кривошипа и шатуна, хотя и непонятые с точки зрения механики, можно найти в альбомах Такколы. [5] Здравое понимание задействованного движения демонстрирует художник Пизанелло (ум. 1455), который изобразил поршневой насос, приводимый в движение водяным колесом и приводился в действие двумя простыми кривошипами и двумя шатунами. [5]

К 16 веку в технических трактатах и ​​произведениях искусства эпохи Возрождения в Европе становится много свидетельств существования кривошипов и шатунов; Только в книге Агостино Рамелли «Разнообразные и искусственные машины» из 1588 года изображено восемнадцать экземпляров, число которых увеличивается в Theatrum Machinarum Novum Георга Андреаса Бёклера до 45 различных машин. [6]

Паровые двигатели

Балочный двигатель с двумя шатунами (почти вертикальными) между горизонтальной балкой и кривошипами маховика

Первые паровые машины, атмосферный двигатель Ньюкомена, были одностороннего действия: его поршень работал только в одном направлении, поэтому в них использовалась цепь, а не шатун. Их выход качался вперед и назад, а не вращался непрерывно.

Крейцкопф стационарной паровой машины: шток слева, шатун справа

После этого паровые машины обычно двойного действия: их внутреннее давление действует на каждую сторону поршня по очереди.Для этого требуется уплотнение вокруг штока поршня, поэтому шарнир между поршнем и шатуном расположен снаружи цилиндра, в большом блоке подшипников скольжения, называемом крейцкопфом.

Шатуны паровоза, причем шатун представляет собой большой угловой стержень

В паровозе шатунные шейки обычно устанавливаются непосредственно на одну или несколько пар ведущих колес, а ось этих колес служит коленчатым валом. Шатуны, также называемые основными шатунами ( в практике США ), проходят между шатунными шейками и крейцкопфами, где они соединяются с поршневыми шатунами.Крейцкопфы или направляющие ствола также используются на больших дизельных двигателях, изготовленных для морского обслуживания. Аналогичные тяги между ведущими колесами называются соединительными тягами ( в британской практике ).

Шатуны небольших паровозов обычно имеют прямоугольное сечение, но на малых локомотивах иногда используются шатуны морского типа круглого сечения. Стивен Левин, который строил как локомотивные, так и морские двигатели, часто использовал круглые стержни.Автомобили Gresley A4 Pacific, такие как Mallard , имели шатун из легированной стали с перемычкой толщиной всего 3/8 дюйма.

На пароходах Western River шатуны правильно называются шатунами , а иногда их неправильно называют шатунами.

Двигатели внутреннего сгорания

Выход из строя шатуна является одной из наиболее частых причин катастрофического отказа двигателя.

В современных автомобильных двигателях внутреннего сгорания шатуны чаще всего изготавливаются из стали для серийных двигателей, но могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов Т6-2024 и Т651-7075 (для легкости и способности для поглощения сильных ударов за счет долговечности) или титана (для сочетания легкости с прочностью, по более высокой цене) для высокопроизводительных двигателей или из чугуна для таких приложений, как мотороллеры.Они не закреплены жестко на обоих концах, так что угол между шатуном и поршнем может изменяться при движении шатуна вверх и вниз и при вращении вокруг коленчатого вала. Шатуны, особенно в гоночных двигателях, могут называться стержнями-заготовками, если они вытачиваются из цельной металлической заготовки (грубая форма выкована), а не отливаются. Кованая сталь имеет лучшее внутреннее зерно. структура для прочности.

Малая головка крепится к поршневому пальцу, поршневому пальцу или поршневому пальцу, который в настоящее время чаще всего запрессовывается в шатун, но может поворачиваться в поршне, конструкция «плавающего поршневого пальца».Шатун соединяется с шейкой подшипника на шатуне, в большинстве двигателей, работающих на сменных вкладышах подшипников, доступ к которым осуществляется через болты шатуна , которые удерживают «крышку» подшипника на шатуне. Как правило, в подшипнике и большом конце шатуна просверлено небольшое отверстие, так что смазочное моторное масло под давлением разбрызгивается на упорную сторону стенки цилиндра для смазки хода поршней и поршневых колец. Большинство небольших двухтактных двигателей и некоторые одноцилиндровые четырехтактные двигатели избегают необходимости в системе смазки с насосом за счет использования вместо этого подшипника качения, однако для этого требуется разжать коленчатый вал, а затем снова собрать его, чтобы заменить соединительную муфту. стержень.

Шатун находится под огромным напряжением от возвратно-поступательной нагрузки, представленной поршнем, который фактически растягивается и сжимается при каждом обороте, и нагрузка увеличивается пропорционально квадрату увеличения скорости двигателя. Выход из строя шатуна, обычно называемый «бросанием шатуна», является одной из наиболее распространенных причин катастрофического отказа двигателя в автомобилях, когда сломанный шатун часто проходит через боковую сторону картера и, таким образом, делает двигатель неремонтопригодным; это может быть результатом усталости возле физического дефекта в шатуне, отсутствия смазки в подшипнике из-за неправильного обслуживания или отказа болтов шатуна из-за дефекта, неправильной затяжки.Повторное использование стержневых болтов является обычной практикой, если болты соответствуют спецификациям производителя. Несмотря на их частое появление на автомобильных соревнованиях, транслируемых по телевидению, такие отказы довольно редки на серийных автомобилях при обычной повседневной езде. Это связано с тем, что производство автозапчастей имеет гораздо больший запас прочности, а зачастую и более систематический контроль качества.

При создании высокопроизводительного двигателя большое внимание уделяется шатунам, устранению концентраторов напряжения с помощью таких методов, как шлифовка краев шатуна до гладкого радиуса, дробеструйная обработка для создания сжимающих поверхностных напряжений (для предотвращения образования трещин), балансировка всех узлов шатун/поршень до одинакового веса и обработка Magnafluxing для выявления невидимых в противном случае небольших трещин, которые могут привести к выходу штока из строя под нагрузкой.Кроме того, большое внимание уделяется затяжке болтов шатуна с точным значением, указанным; часто эти болты необходимо заменять, а не использовать повторно. Шатун шатуна изготавливается как единое целое и разрезается или надламывается надвое для обеспечения точной посадки вокруг вкладыша подшипника шатуна. Следовательно, «крышки» шатунов не взаимозаменяемы между шатунами, и при ремонте двигателя необходимо следить за тем, чтобы крышки разных шатунов не перепутались. Как на шатуне, так и на его крышке подшипника обычно выбит соответствующий номер позиции в блоке цилиндров.

Последние двигатели, такие как двигатель Ford 4,6 л и двигатель Chrysler 2,0 л, имеют шатуны, изготовленные с использованием порошковой металлургии, что позволяет более точно контролировать размер и вес с меньшими затратами на механическую обработку и меньшим количеством лишней массы, необходимой для балансировки. Затем крышка отделяется от стержня в процессе разрушения, что приводит к неровной поверхности сопряжения из-за зерен порошкообразного металла. Это гарантирует, что при повторной сборке крышка будет идеально расположена по отношению к стержню, по сравнению с незначительными смещениями, которые могут возникнуть, если обе сопрягаемые поверхности плоские.

Основным источником износа двигателя является боковая сила, действующая на поршень через шатун со стороны коленчатого вала, которая обычно изнашивает цилиндр до овального поперечного сечения, а не круглого, что делает невозможным правильное уплотнение поршневых колец по отношению к стенки цилиндра. Геометрически видно, что более длинные шатуны уменьшают величину этой боковой силы и, следовательно, увеличивают срок службы двигателя. Однако для данного блока цилиндров сумма длины шатуна и хода поршня является фиксированным числом, определяемым фиксированным расстоянием между осью коленчатого вала и верхней частью блока цилиндров, где крепится головка блока цилиндров; таким образом, для данного блока цилиндров более длинный ход, дающий больший рабочий объем и мощность двигателя, требует более короткого шатуна (или поршня с меньшей высотой сжатия), что приводит к ускоренному износу цилиндра.

Составные стержни

Шарнирно-сочлененные шатуны

Многоцилиндровые многорядные двигатели, такие как компоновка V12, имеют мало места для множества шатунных шеек на ограниченной длине коленчатого вала. Это сложный компромисс, и его последствия часто приводили к тому, что двигатели считались неисправными (Sunbeam Arab, Rolls-Royce Vulture).

Самое простое решение, почти универсальное для двигателей дорожных автомобилей, заключается в использовании простых шатунов, в которых цилиндры обоих рядов имеют общую шейку.Это требует, чтобы шатунные подшипники были на уже , что увеличивает нагрузку на подшипник и риск отказа высокопроизводительного двигателя. Это также означает, что противоположные цилиндры не точно совпадают друг с другом.

В некоторых типах двигателей используются штоки ведущий/ведомый, а не простой тип, показанный на рисунке выше. Главный шток имеет один или несколько кольцевых штифтов, к которым прикручены гораздо меньшие большие концы подчиненных штоков других цилиндров. В некоторых конструкциях V-образных двигателей используется главный/ведомый шток для каждой пары противоположных цилиндров.Недостатком этого является то, что ход вспомогательного штока немного короче, чем у главного, что увеличивает вибрацию в V-образном двигателе, катастрофически для Sunbeam Arab.

Радиальные штоки авиадвигателей BMW 132

Радиальные двигатели обычно имеют главный шток для одного цилиндра и несколько подчиненных штоков для всех остальных цилиндров в одном ряду.

Стержни вилки и лопасти

Обычным решением для высокопроизводительных авиационных двигателей является «разветвленный» шатун.Один стержень разделен на две части на большом конце, а другой утончен, чтобы поместиться в эту вилку. Журнал по-прежнему распределяется между цилиндрами. В культовом двигателе Rolls-Royce Merlin использовался этот стиль «вилка и лезвие».

См. также

Примечания

  1. 1,0 1,1 Ritti, Grewe & Kessener 2007, с. 161:

    Из-за находок в Эфесе и Герасе изобретение системы кривошипа и шатуна пришлось переносить с 13-го на 6-й век; теперь рельеф Иераполя переносит его еще на три столетия назад, что подтверждает, что каменные лесопилки с водяным приводом действительно использовались, когда Авзоний писал свою « Мозеллу» .

  2. ↑ Ахмад И Хассан. «Система кривошип-шатун в непрерывно вращающейся машине».
  3. ↑ Уайт-младший, 1962, с. 170:

    Однако то, что аль-Джазари не вполне понял значение кривошипа для соединения возвратно-поступательного движения с вращательным, доказывает его необычайно сложный насос, приводимый в действие зубчатым колесом, установленным эксцентрично на его оси.

  4. 5,0 5,1 Уайт-младший 1962, с.113
  5. ↑ Уайт-младший, 1962, с. 172

Источники

Внешние ссылки

Кривошипно-шатунный механизм двигателя

Эта заявка частично является продолжением заявки на патент США Сер. № 16/531,113, поданной 4 августа 2019 г., которая является продолжением заявки на патент США Сер. № 16/010,440, подана 16 июня 2018 г., теперь патент США. № 10,370,970, полное раскрытие которого включено сюда в качестве ссылки. Вышеупомянутые документы не считаются предшествующим уровнем техники в отношении настоящего изобретения путем их упоминания здесь.

Настоящее изобретение в целом относится к двигателям внутреннего сгорания и, более конкретно, к кривошипно-шатунным механизмам двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания появился примерно в 1680 году, когда Кристиан

Гюйгенс, голландский физик, экспериментировал с двигателем внутреннего сгорания. Позже был построен и работал первый бензиновый двигатель непрерывного действия примерно в 1859 году, когда французский инженер Ж.-Ж. Этьен Ленуар построил двигатель с искровым зажиганием двойного действия.С тех пор были предприняты попытки улучшить выходную мощность и эффективность, но улучшения производительности по-прежнему необходимы.

Джеймс Аткинсон разработал вариант четырехтактного цикла Отто в 1882 году, названный циклом Аткинсона, первая реализация которого была построена как двигатель с оппозитным поршнем, дифференциальный двигатель Аткинсона.

Oechelhäuser сконструировал двухтактный двигатель с оппозитными поршнями мощностью 600 лошадиных сил, который был установлен на металлургическом заводе Hoerde примерно в 1898 году и произведен немецким производителем Deutsche Kraftgas Gesellschaft, William Beardmore & Sons Ltd из Великобритании и другими компаниями с 1899 года.

Меньшие версии двигателя с оппозитным поршнем были разработаны французской компанией Gobron-Brillié около 1900 , а в 1904 автомобиль, управляемый Луи Риголли и оснащенный двигателем с оппозитным поршнем, был первым автомобилем, превышает сто миль в час.

Двигатели с оппозитными поршнями имеют преимущества по сравнению с другими типами двигателей и обеспечивают значительные преимущества в топливной, весовой и объемной эффективности. Такие двигатели использовались для питания автомобилей, кораблей, самолетов и другого оборудования с начала 1900-х годов.

Большинство двигателей внутреннего сгорания работают на относительно низком уровне мощности при медленном ускорении, низкой скорости и/или небольшой нагрузке. Обычные бензиновые двигатели и современные двигатели с оппозитными поршнями обычно работают с фиксированной степенью сжатия, которая устанавливается достаточно низкой для предотвращения преждевременного воспламенения топлива и так называемого «детонации» при высоких уровнях мощности, что обычно происходит при быстром ускорении, высокой скорости и /или большая нагрузка.

Двигатели с оппозитными поршнями развивались с прошлого века до наших дней, и по сей день, хотя двигатели с оппозитными поршнями обычно обеспечивают большую мощность на литр рабочего объема двигателя, чем другие двигатели внутреннего сгорания, улучшения характеристик, выходной мощности и эффективности все еще обязательный.

Большинство современных двигателей внутреннего сгорания, включая двигатели с оппозитными поршнями, используемые в автомобилях, обычно представляют собой четырехтактные двигатели с поршнями, каждый из которых имеет такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска, которые используется для вращения коленчатого вала двигателя.

    • Такт впуска обычно начинается в верхней мертвой точке (ВМТ) и заканчивается в нижней мертвой точке (НМТ). Впускной клапан обычно находится в открытом положении, в то время как поршень втягивает воздушно-топливную смесь в цилиндр, создавая разрежение в цилиндре за счет своего движения вниз.
    • Такт сжатия обычно начинается в нижней мертвой точке (НМТ) или сразу в конце такта впуска и заканчивается в верхней мертвой точке (ВМТ). Поршень сжимает топливовоздушную смесь, готовясь к воспламенению во время рабочего такта. На этом этапе закрыты впускной и выпускной клапаны.
    • Когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ) (обычно в конце такта сжатия), топливно-воздушная смесь воспламеняется свечой зажигания (в бензиновом двигателе) или теплом, выделяемым при сильном сжатии ( в дизеле), принудительно возвращая поршень в НМТ (Б.ОКРУГ КОЛУМБИЯ). Рабочий ход производит механическую работу двигателя по вращению коленчатого вала. Рабочий такт обычно начинается в начале второго оборота четырехтактного цикла, при этом коленчатый вал обычно совершает в этот момент первый оборот.
    • Во время такта выпуска поршень снова возвращается из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ), при этом выпускной клапан открыт, и вытесняет отработавшую топливно-воздушную смесь через выпускной клапан, в конце в котором четырехтактный цикл совершает второй оборот, а коленчатый вал обычно совершает второй оборот.

Коленчатый вал, шатуны и поршни двигателя, а также их геометрия играют важную роль в работе и эффективности двигателя.

    • Расстояние, которое поршень перемещает от одного конца до другого конца цилиндра, называется ходом (S) поршня. Отношение штока к ходу (R/S) представляет собой расстояние между центрами (R) шатуна, деленное на ход (S). Отношение штока к ходу (R/S) и расположение шатунной шейки определяют характеристики движения поршня и, таким образом, производительность и эффективность двигателя.

Необходимо улучшить характеристики, мощность и эффективность двигателя внутреннего сгорания. Такие улучшения могут быть достигнуты за счет улучшения характеристик движения поршней в таких двигателях, включая характеристики обычных двигателей и двигателей с оппозитными поршнями.

Усовершенствования геометрии коленчатого вала двигателя, шатунов и поршней играют важную роль в характеристиках движения поршней в таких двигателях и могут привести к значительному улучшению характеристик, мощности и эффективности двигателя.

Хотя улучшение характеристик, мощности и эффективности двигателя внутреннего сгорания может быть достигнуто за счет усовершенствования коленчатого вала двигателя, шатунов и поршней и, следовательно, характеристик движения поршней в таких двигателях, усовершенствования по-прежнему необходимы.

До сих пор были известны различные двигатели внутреннего сгорания, включая двигатели с оппозитными поршнями. Однако ни один из двигателей с модифицированным коленчатым валом, шатуном и поршнем не удовлетворяет в достаточной мере этим требованиям.

    • Патент США. US 7,021,270 (Stanczyk) раскрывает узел шатуна и коленчатого вала для двигателя, имеющего коленчатый вал, смещенный относительно центральной линии отверстия вала возвратно-скользящего поршня. Шатун изогнутой или угловатой формы шарнирно соединен с поршнем на одном конце и с коленчатым валом на противоположном конце. Положение коленчатого вала и форма шатуна максимально увеличивают ход шатуна за ход поршня по отношению к общему размеру шатуна.Конструкция позволяет достичь максимального сжатия после верхней мертвой точки коленчатого вала, что еще больше повышает эффективность двигателя.
    • Патент США. В US 5146884 (Меркель) описан двигатель со смещенным коленчатым валом. Когда коленчатый вал вращается по часовой стрелке, расстояние, которое проходит поршень от верхней точки хода (поршень в максимальном положении) до нижней части хода (поршень в нижней части своего хода), больше, чем диаметр коленчатого вала. вращение. Угол, на который коленчатый вал перемещается при ходе вниз, больше 180 градусов.Поэтому двигатель имеет более длительный рабочий ход, чем такт выпуска. Цикл впуска длиннее по времени, чем цикл выпуска, что улучшает аспирацию двигателя. Эта концепция может применяться к двигателям с циклом Отто, дизельным двигателям, двухтактным двигателям и может применяться к компрессорам. При использовании в компрессорах ход впуска увеличивается, что улучшает аспирацию.
    • Патент США. В US-A-6460505 (Quaglino, Jr.) описан смещенный шатун для использования с двигателями внутреннего сгорания, в котором шатун с центральной продольной осью соединяет каждый из поршней на первом конце шатуна с коленчатым валом на втором конце шатуна. каждый стержень; точка соединения второго конца каждого из шатунов с коленчатым валом смещена от продольной оси в достаточной степени для увеличения крутящего момента двигателя и мощности, поскольку каждый из поршней перемещается внутри своих соответствующих цилиндров, но не для воздействия на ход двигателя.
    • Патент США. US 78 (O’Leary) раскрывает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий шатун переменной длины, две кривошипно-шатунные шестерни и две ведущие шестерни; первый конец шатуна соединен с поршнем; второй конец шатуна соединен с узлом вилки, состоящим из двух рычагов, первого соединительного вала и двух вторых соединительных валов; первый соединительный вал соединяет второй конец шатуна с каждым из рычагов бугеля; второй конец шатуна и плечи вилки свободно вращаются вокруг первого соединительного вала; каждая кривошипная шестерня имеет смещенное от центра отверстие; вторые соединительные валы соединяют рычаги вилки со смещенным от центра отверстием каждой кривошипной шестерни; плечи вилки и кривошип свободно вращаются вокруг второго соединительного вала; и каждая кривошипно-шатунная шестерня приводится в движение ведущей шестерней.
    • Патент США. В US-A-4876992 (Sobotowski) описан двигатель с переменной степенью сжатия, который имеет пару коленчатых валов, соединенных механизмом фазовращателя, действующим для изменения фазового угла между коленчатыми валами, чтобы изменять степень сжатия двигателя. Механизм фазовращателя включает две пары косозубых фазорегуляторов. Каждая из этих пар состоит из шестерни, неподвижно закрепленной на коленчатом валу, и функционально зацепленной с ним более широкой шестерни, неподвижно закрепленной на подвижном в осевом направлении регулировочном элементе.Коленчатые валы могут располагаться в линию или параллельно друг другу. Каждая из фазирующих шестерен, неподвижно соединенная с аксиально подвижным регулировочным органом, ограничена соответствующей воображаемой цилиндрической поверхностью, ось которой совпадает с осью вращения регулировочного органа и точки которой равноудалены от оси вращения регулировочного органа, а диаметр равен наружный диаметр этой фазорегуляторной шестерни, которая проходит по длине блока цилиндров, не пересекая оболочку, охватываемую каждым коленчатым валом и шатунным средством, связанным с этим коленчатым валом, при этом фазовращатели механизма фазовращателя работают по всей длине блока цилиндров, чтобы минимизировать длину каждого из коленчатых валов и, в конечном счете, внешние продольные размеры двигателя.
    • Патент США. В US-A-7185557 (Venettozzi) раскрыт механизм эпитрохоидального коленчатого вала и способ повышения производительности как двухтактных, так и четырехтактных двигателей внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршня, поршневых насосов и компрессоров с возвратно-поступательным движением путем создания эпитрохоидального пути перемещения нижнего конца соединительного вала. стержень. Поршень, прикрепленный к верхнему концу шатуна, находится в нижней части хода, увеличивая мощность двигателя, насоса или компрессора за счет лучшего использования доступного давления в цилиндре.
    • Патент США. US 8967097 (Perez, et al.) раскрывает механизм с регулируемым ходом для изменения длины хода двигателя внутреннего сгорания во время каждого рабочего цикла, который включает в себя зубчатую передачу с первой шестерней, установленной без возможности вращения на блоке цилиндров, и второе зубчатое колесо, имеющее зубья, сформированные на его внутренней поверхности, входящие в зацепление с первым зубчатым колесом для получения однородного механического плеча кривошипа, и регулируемое плечо кулачка для создания переменной длины возвратно-поступательного движения поршня в течение всего рабочего цикла двигателя.Ориентация плеча кривошипа и плеча кулачка относительно оси возвратно-поступательного движения поршня выбрана таким образом, чтобы плечо кривошипа и плечо кулачка совместно создавали положительный крутящий момент на коленчатом валу в положении верхней мертвой точки поршня. Зубчатая передача также выборочно конфигурируется и имеет размеры для достижения заданного отношения длины плеча кулачка к длине плеча кривошипа.

Пат. US 5816201 (Garvin) раскрывает механизм со смещенным коленчатым валом для двигателя внутреннего сгорания, который позволяет повысить эффективность и увеличить крутящий момент.Изобретение включает блок двигателя, картер, один или несколько поршневых цилиндров, каждый из которых имеет поршень, расположенный в нем с возвратно-поступательным движением, вращающийся коленчатый вал, продольно расположенный внутри картера и смещенный на заданное расстояние от вертикальной оси поршневого цилиндра, и один или больше шатунов, соединяющих поршни с коленчатым валом. Смещенный коленчатый вал расположен так, что в точке рабочего такта коленчатый вал перпендикулярен вертикальной оси поршневого цилиндра, а шатун по существу коллинеарен вертикальной оси поршневого цилиндра.Коленчатый вал должен располагаться достаточно далеко под поршневыми цилиндрами, чтобы предотвратить зацепление шатунов с поршневыми цилиндрами. Длинные шатуны используются для повышения эффективности двигателя за счет увеличения давления в камере сгорания в верхней мертвой точке и уменьшения угла обратного хода, что снижает трение между поршнями и поршневыми цилиндрами.

    • Патент США. US 5215051 (Smith) раскрывает модифицированный двигатель внутреннего сгорания с наддувом, в котором коленчатый вал установлен эксцентрично на подшипниках блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания для обеспечения улучшенного объемного КПД.В каждом месте опоры коленчатого вала предусмотрена модифицированная шейка коленчатого вала и подшипниковая конструкция блока цилиндров, так что подшипники шатуна вращаются вокруг эксцентричной центральной линии. Эксцентриситет достигается за счет смещения шеек коленчатого вала на заданное расстояние выше исходной истинной осевой линии коленчатого вала, предпочтительно порядка от одной четверти до половины дюйма. Верхняя мертвая точка (ВМТ) каждого поршня остается неизменной относительно его цилиндра, но нижняя мертвая точка (НМТ) каждого поршня относительно его цилиндра опускается на величину смещения, поскольку подшипники блока цилиндров двигателя занижен относительно истинной осевой линии коленчатого вала на величину смещения шеек коленчатого вала.
    • Патент США. В US-A-7438041 (Renato) раскрыта эксцентриковая шатунная система, в которой поршневой палец выполнен в виде цилиндра и имеет две прорези, расположенные ортогонально оси поршневого пальца, образующие три сектора. Два внешних сектора соответствуют соединению с кривошипом, а внутренний сектор связан с шатуном.
    • Патент США. В US 6505582 (Moteki, et al.) раскрыт механизм переменной степени сжатия поршневого двигателя, который включает по меньшей мере верхнюю тягу, соединенную одним концом с поршневым пальцем, и нижнюю тягу, соединяющую другой конец верхней тяги с шатунной шейкой. .В верхней мертвой точке, когда гипотетические точки соединения верхних и нижних звеньев можно предположить по обе стороны от отрезка, соединяющего центр поршневого пальца и центр шатунной шейки, причем первая из точек соединения имеет меньший наклон угол, измеренный в том же направлении, что и направление вращения коленчатого вала, от осевой линии возвратно-поступательного движения центра поршневого пальца и до отрезка линии, соединяющего центр поршневого пальца и первую соединительную точку; по сравнению со второй точкой соединения первая точка соединения выбирается как фактическая точка соединения.

По вышеуказанным причинам существует потребность в усовершенствованных двигателях внутреннего сгорания, включая двигатели с оппозитными поршнями, обладающих улучшенными рабочими характеристиками, мощностью и эффективностью при различных нагрузках, скоростях и условиях окружающей среды. Такие двигатели должны иметь усовершенствования в геометрии коленчатого вала, шатунов и поршней двигателей, что приводит к улучшению характеристик движения поршней в таких двигателях и, следовательно, к повышению производительности, мощности и экономичности двигателя при различные нагрузки, скорости и условия окружающей среды.

Настоящее изобретение направлено на улучшение характеристик, мощности и эффективности двигателя, которые могут быть достигнуты путем изменения характеристик движения и хода шатунов двигателя внутреннего сгорания.

Шатуны в обычных двигателях внутреннего сгорания совершают составное движение, т. е. малые концы шатунов совершают возвратно-поступательное движение, а большие концы шатунов вращаются. Малые концы шатунов соединены с поршнями с помощью плавающих цилиндрических пальцев, называемых поршневыми пальцами.Большие концы шатунов, которые противостоят малым концам шатунов, обычно соединяются с коленчатым валом типичного обычного двигателя внутреннего сгорания с помощью шатунной шейки.

Улучшения характеристик движения и хода шатунов используются для изменения и улучшения характеристик движения и хода поршней, что приводит к улучшению характеристик, мощности и эффективности двигателя с использованием кривошипно-шатунных механизмов по настоящему изобретению.

Кривошипно-шатунный механизм, обладающий признаками настоящего изобретения для использования в двигателе с оппозитными поршнями, содержит: оппозитные поршни, которые совершают возвратно-поступательное движение внутри противоположных цилиндров, каждый из которых имеет отверстие цилиндра, содержит: оппозитные шатуны, каждый шатун противоположные шатуны, имеющие: первое плечо и второе плечо, расположенные под углом друг к другу, причем первое плечо имеет поршневой конец, причем каждый поршень противолежащих поршней шарнирно соединен с поршневым концом, второе плечо имеет кривошипный конец; противолежащие пары зубчатых рядов, причем каждая пара зубчатых рядов из противолежащих пар зубчатых рядов содержит первый зубчатый ряд и второй зубчатый ряд, которые являются зеркальным отображением друг друга, причем каждый зубчатый ряд каждой пары зубчатых рядов содержит: шатун; кривошипный конец второй стойки шарнирно соединен с шатунной шейкой; шатунную шейку, проходящую между кривошипом первого набора шестерен и кривошипом второго набора шестерен; кривошипно-шатунный механизм, кривошипный вал, кривошипно-шатунный механизм, установленный с возможностью вращения на валу кривошипного механизма, шатунная шейка расположена между центральной линией вала кривошипного механизма и радиусом делительной окружности кривошипного механизма; первая неподвижная шестерня, кривошипно-шатунная шестерня находится в зацеплении с первой неподвижной шестерней, кривошипный конец шатуна приводит в движение шатунную шейку, которая приводит в движение кривошипно-шатунную шестерню и вал кривошипной шестерни относительно первой неподвижной шестерни, кривошипная шейка и кривошипный конец вращаются вокруг первой неподвижной шестерни и по траектории рулетки центрированной трохоиды вокруг первой неподвижной шестерни; ведомую шестерню коленчатого вала, причем ведомая шестерня коленчатого вала установлена ​​с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни, кривошипная шестерня и ведомая шестерня коленчатого вала установлены на противоположных концах вала кривошипной шестерни; вторую неподвижную шестерню, противоположную первой неподвижной шестерне, при этом ведомая шестерня коленчатого вала находится в зацеплении со второй неподвижной шестерней; приводной вал, причем приводной вал установлен с возможностью вращения на первой неподвижной шестерне; приводной вал установлен с возможностью вращения на второй неподвижной шестерне; уравновешенный радиальный рычаг, уравновешенный радиальный рычаг, имеющий точку поворота и внешний подшипник радиального рычага, уравновешенный радиальный рычаг между кривошипной шестерней и ведомой шестерней коленчатого вала и между первой неподвижной шестерней и вторичной неподвижной шестерней, уравновешенный радиальный рычаг прикреплен к приводному валу в точке поворота, уравновешенный радиальный рычаг установлен с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни на подшипнике внешнего радиального рычага, приводной вал кривошипно-шатунного механизма в подшипнике внешнего радиального рычага, уравновешенный радиальный рычаг вокруг точки поворота, ведомая шестерня коленчатого вала вращается вокруг второй неподвижной шестерни по существу синхронно с кривошипной шестерней, вращающейся вокруг первой неподвижной шестерни; уравновешенный радиальный рычаг, приводящий во вращение приводной вал вокруг точки поворота; шестерню приводного вала, шестерню приводного вала, прикрепленную к приводному валу, при этом приводной вал приводит в движение шестерню приводного вала; выходная шестерня, шестерня ведущего вала, приводящая в движение выходную шестерню; выходной вал, выходной вал прикреплен к выходной шестерне каждого набора шестерен каждой пары наборов шестерен, выходная шестерня прикреплена к выходному валу.

Альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма, обладающего признаками настоящего изобретения, для использования в двигателе внутреннего сгорания, содержит: множество поршней, которые совершают возвратно-поступательное движение внутри множества цилиндров, каждый из которых имеет отверстие цилиндра, включая: множество шатунов, причем каждый шатун из множества шатунов имеет конец поршня и конец кривошипа: каждый поршень из множества поршней шарнирно соединен с концом поршня; множество противоположных пар зубчатых колес, причем каждая пара противолежащих пар зубчатых рядов содержит первый зубчатый ряд и второй зубчатый ряд, которые являются зеркальными отображениями друг друга, каждый зубчатый ряд из каждой пары зубчатых рядов содержащий: шатун; кривошипный конец шатуна шарнирно соединен с шатунной шейкой; шатунную шейку, проходящую между кривошипом первого набора шестерен и кривошипом второго набора шестерен; кривошипно-шатунный механизм, кривошипный вал, кривошипно-шатунный механизм, установленный с возможностью вращения на валу кривошипного механизма, шатунная шейка расположена между центральной линией вала кривошипного механизма и радиусом делительной окружности кривошипного механизма; первая неподвижная шестерня, кривошипно-шатунная шестерня находится в зацеплении с первой неподвижной шестерней, кривошипный конец шатуна приводит в движение шатунную шейку, которая приводит в движение кривошипно-шатунную шестерню и вал кривошипной шестерни относительно первой неподвижной шестерни, кривошипная шейка и кривошипный конец вращаются вокруг первой неподвижной шестерни и по траектории рулетки центрированной трохоиды вокруг первой неподвижной шестерни; ведомую шестерню коленчатого вала, причем ведомая шестерня коленчатого вала установлена ​​с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни, кривошипная шестерня и ведомая шестерня коленчатого вала установлены на противоположных концах вала кривошипной шестерни; вторую неподвижную шестерню, противоположную первой неподвижной шестерне, при этом ведомая шестерня коленчатого вала находится в зацеплении со второй неподвижной шестерней; приводной вал, причем приводной вал установлен с возможностью вращения на первой неподвижной шестерне; приводной вал установлен с возможностью вращения на второй неподвижной шестерне; уравновешенный радиальный рычаг, уравновешенный радиальный рычаг имеет точку поворота и внешний подшипник радиального рычага, уравновешенный радиальный рычаг прикреплен к приводному валу в точке поворота, уравновешенный радиальный рычаг установлен с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни на внешнем радиальном рычаге подшипник, вал кривошипной шестерни приводит в движение внешний радиальный подшипник, уравновешенный радиальный рычаг вокруг точки поворота, ведомая шестерня коленчатого вала вращается вокруг второй неподвижной шестерни, по существу, синхронно с кривошипной шестерней, вращающейся вокруг первой неподвижной шестерни; уравновешенный радиальный рычаг, приводящий во вращение приводной вал вокруг точки поворота; шестерню приводного вала, шестерню приводного вала, прикрепленную к приводному валу, при этом приводной вал приводит в движение шестерню приводного вала; выходная шестерня, шестерня ведущего вала, приводящая в движение выходную шестерню; выходной вал, выходной вал прикреплен к выходной шестерне каждого набора шестерен каждой пары наборов шестерен, выходная шестерня прикреплена к выходному валу.

Другой альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма, обладающего признаками настоящего изобретения, для использования в двигателе внутреннего сгорания, содержит: по меньшей мере один поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в пределах по меньшей мере одного цилиндра, причем по меньшей мере один цилиндр имеет цилиндр отверстие, содержащее: по меньшей мере один шатун, каждый из которых по меньшей мере один шатун имеет: поршневой конец и конец кривошипа, причем каждый поршень по меньшей мере одного поршня шарнирно соединен с поршневым концом; по меньшей мере одна противолежащая пара зубчатых пар, каждая из которых представляет собой по меньшей мере одну противолежащую пару зубчатых рядов, содержащих первый зубчатый ряд и второй зубчатый ряд, которые являются зеркальными отображениями друг друга, каждый зубчатый ряд по меньшей мере из одной пары зубчатых рядов содержащий: шатун; кривошипный конец по меньшей мере одного шатуна шарнирно соединен с шатунной шейкой; шатунную шейку, проходящую между кривошипом первого набора шестерен и кривошипом второго набора шестерен; кривошипно-шатунный механизм, кривошипный вал, кривошипно-шатунный механизм, установленный с возможностью вращения на валу кривошипного механизма, шатунная шейка расположена между центральной линией вала кривошипного механизма и радиусом делительной окружности кривошипного механизма; первую неподвижную шестерню, кривошипную шестерню, находящуюся в зацеплении с первой неподвижной шестерней, кривошипный конец по меньшей мере одного шатуна, приводящего в движение шатунную шейку, которая приводит в движение кривошипную шестерню и вал кривошипной шестерни относительно первой неподвижной шестерни, кривошипную шейку и конец кривошипа вращается вокруг первой неподвижной шестерни и следует по траектории рулетки центрированной трохоиды вокруг первой неподвижной шестерни; ведомую шестерню коленчатого вала, причем ведомая шестерня коленчатого вала установлена ​​с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни, кривошипная шестерня и ведомая шестерня коленчатого вала установлены на противоположных концах вала кривошипной шестерни; вторую неподвижную шестерню, противоположную первой неподвижной шестерне, при этом ведомая шестерня коленчатого вала находится в зацеплении со второй неподвижной шестерней; приводной вал, причем приводной вал установлен с возможностью вращения на первой неподвижной шестерне; приводной вал установлен с возможностью вращения на второй неподвижной шестерне; уравновешенный радиальный рычаг, уравновешенный радиальный рычаг, имеющий точку поворота и внешний подшипник радиального рычага, уравновешенный радиальный рычаг между кривошипной шестерней и ведомой шестерней коленчатого вала и между первой неподвижной шестерней и вторичной неподвижной шестерней, уравновешенный радиальный рычаг прикреплен к приводному валу в точке поворота, уравновешенный радиальный рычаг установлен с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни на подшипнике внешнего радиального рычага, приводной вал кривошипно-шатунного механизма в подшипнике внешнего радиального рычага, уравновешенный радиальный рычаг вокруг точки поворота, ведомая шестерня коленчатого вала вращается вокруг второй неподвижной шестерни по существу синхронно с кривошипной шестерней, вращающейся вокруг первой неподвижной шестерни; уравновешенный радиальный рычаг, приводящий во вращение приводной вал вокруг точки поворота; шестерню приводного вала, шестерню приводного вала, прикрепленную к приводному валу, при этом приводной вал приводит в движение шестерню приводного вала; выходная шестерня, шестерня ведущего вала, приводящая в движение выходную шестерню; выходной вал, выходной вал прикреплен к выходной шестерне каждого набора шестерен каждой пары наборов шестерен, выходная шестерня прикреплена к выходному валу.

Другой альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма, обладающего признаками настоящего изобретения, для использования в двигателе внутреннего сгорания, содержит: по меньшей мере один поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в пределах по меньшей мере одного цилиндра, содержащий: по меньшей мере один шатун, каждый по меньшей мере одного шатуна, содержащего: первое плечо и второе плечо, расположенные под углом друг к другу, причем первое плечо имеет поршневой конец, шарнирно соединенный с каждым из по меньшей мере одного поршня, второе плечо имеет кривошипный конец; по меньшей мере один набор шестерен, каждый из которых содержит: шатунную шейку, при этом кривошипный конец второй ноги шарнирно соединен с шатунной шейкой; кривошипно-шатунный механизм; вал кривошипной шестерни, причем кривошипная шестерня установлена ​​с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни, шатунная шейка расположена между центральной линией вала кривошипной шестерни и радиусом делительной окружности кривошипной шестерни; неподвижную шестерню, при этом кривошипно-шатунное колесо находится в зацеплении с неподвижной шестерней, кривошипный конец каждого из по меньшей мере одного шатуна приводит в движение шатунную шейку, которая приводит в движение кривошипно-шатунную шестерню и вал кривошипной шестерни относительно неподвижной шестерни; шатунная шейка и конец кривошипа вращаются вокруг неподвижной шестерни и следуют по траектории рулетки центрированной трохоиды вокруг неподвижной шестерни.

Другой альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма, имеющего признаки настоящего изобретения, содержит: по меньшей мере один поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в пределах по меньшей мере одного цилиндра, содержащий: по меньшей мере один шатун, содержащий: конец поршня, шарнирно соединенный с по крайней мере, один поршень, конец кривошипа; по меньшей мере, одну зубчатую передачу, содержащую: шатунную шейку, конец кривошипа шарнирно соединен с шатунной шейкой; кривошипно-шатунный механизм; вал кривошипной шестерни, причем кривошипная шестерня установлена ​​с возможностью вращения на валу кривошипной шестерни, шатунная шейка расположена между центральной линией вала кривошипной шестерни и радиусом делительной окружности кривошипной шестерни; неподвижная шестерня, кривошипно-шатунная шестерня находится в зацеплении с неподвижной шестерней, кривошипный конец приводит в движение шатунную шейку, которая приводит в движение кривошипную шестерню и вал кривошипной шестерни относительно неподвижной шестерни; шатунная шейка и конец кривошипа вращаются вокруг неподвижной шестерни и следуют по траектории рулетки центрированной трохоиды вокруг неподвижной шестерни.

Эти и другие особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятными после прочтения следующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопроводительных чертежей, где:

РИС. 1 представляет собой вид в перспективе внутренней части двигателя с оппозитными поршнями, показывающий противоположные кривошипно-шатунные механизмы по настоящему изобретению, сконструированные в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 2 представляет собой вид сверху внутренней части двигателя с оппозитным расположением поршней, показанного на фиг.1, показывающий противоположные кривошипно-шатунные механизмы настоящего изобретения;

РИС. 3 представляет собой увеличенную часть вида сверху на фиг. 2, показывающий соседние противолежащие кривошипно-шатунные механизмы;

РИС. 4 представляет собой вид в перспективе в разобранном виде одного из противоположных кривошипно-шатунных механизмов, показанных на фиг. 1;

РИС. 5 представляет собой вид в перспективе одного из противоположных кривошипно-шатунных механизмов, показанных на фиг. 1;

РИС. 6 представляет собой вид сбоку кривошипно-шатунного механизма, показанного на фиг.5;

РИС. 7 — вид сбоку кривошипно-шатунного механизма и первой ведомой шестерни кривошипно-шатунного механизма по фиг. 5;

РИС. 8 представляет собой вид сбоку шатуна, кривошипно-шатунного механизма и первой ведомой шестерни кривошипно-шатунного механизма по фиг. 5, показывающий кривошип и первую ведомую шестерню в разных положениях в виде фантома;

РИС. 9 представляет собой частичный вид сбоку кривошипно-шатунного механизма, показанного на фиг. 5, показывающий шатун и кривошип в первом положении;

РИС.10 представляет собой частичный вид сбоку кривошипно-шатунного механизма, показанного на фиг. 5, показывающий шатун и кривошип во втором положении;

РИС. 11 представляет собой частичный вид сбоку кривошипно-шатунного механизма, показанного на фиг. 5, показывающий шатун и кривошип в третьем положении;

РИС. 12 представляет собой частичный вид сбоку кривошипно-шатунного механизма по фиг. 5, показывающий шатун и кривошип в четвертом положении;

РИС. 13 представляет собой вид в перспективе с пространственным разделением деталей альтернативного варианта кривошипно-шатунного механизма по настоящему изобретению;

РИС.14 представляет собой вид в перспективе внутренней части двигателя, показывающий альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма по настоящему изобретению;

РИС. 15 представляет собой вид в перспективе внутренней части двигателя, показывающий альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма по настоящему изобретению;

РИС. 16 представляет собой покомпонентный вид в перспективе альтернативного варианта кривошипно-шатунного механизма, показанного на фиг. 15;

РИС. 17 представляет собой вид в перспективе внутренней части двигателя, показывающий альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма, показанного на ФИГ.15, дополнительно содержащий поворотный клапан;

РИС. 18 представляет собой вид с торца внутренней части двигателя по фиг. 17, показывающий альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма по фиг. 15, дополнительно содержащий поворотный клапан;

РИС. 19 представляет собой вид спереди внутренней части двигателя по фиг. 17, показывающий альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма по фиг. 15, дополнительно содержащий поворотный клапан;

РИС. 20 представляет собой увеличенный вид с торца поворотного клапана, показанного на ФИГ.17;

РИС. 21 представляет собой увеличенный вид спереди поперечного сечения поворотного клапана, показанного на ФИГ. 17;

РИС. 22А представляет собой вид в разрезе поворотного клапана, показанного на ФИГ. 17 в первом ступенчатом приращении вращения;

РИС. 22В представляет собой вид в разрезе поворотного клапана, показанного на ФИГ. 17, со вторым ступенчатым приращением вращения;

РИС. 22C представляет собой сечение поворотного клапана, показанного на ФИГ. 17, с третьим ступенчатым приращением вращения;

РИС. 23 представляет собой увеличенный вид с торца альтернативного варианта поворотного клапана для использования с кривошипно-шатунным механизмом, показанным на ФИГ.15;

РИС. 24 представляет собой вид в перспективе с пространственным разделением деталей альтернативного варианта кривошипно-шатунного механизма по настоящему изобретению;

РИС. 25 представляет собой вид в перспективе двигателя, использующего множество кривошипно-шатунных механизмов по настоящему изобретению;

РИС. 26 — вид в перспективе другого двигателя, использующего множество кривошипно-шатунных механизмов по настоящему изобретению; и

РИС. 27 представляет собой вид в перспективе двигателя с оппозитными поршнями, использующего множество кривошипно-шатунных механизмов по настоящему изобретению.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на фиг. 1-27 рисунков. Идентичные элементы на различных фигурах обозначены одними и теми же ссылочными номерами.

Улучшение характеристик двигателя, мощности и эффективности может быть достигнуто путем изменения характеристик движения и хода шатунов двигателя внутреннего сгорания.

Шатуны в обычных двигателях внутреннего сгорания имеют сложное движение, т.е.е., малые концы шатунов совершают возвратно-поступательное движение, а большие концы шатунов вращаются. Малые концы шатунов соединены с поршнями с помощью плавающих цилиндрических пальцев, называемых поршневыми пальцами. Большие концы шатунов, которые противостоят малым концам шатунов, обычно соединяются с коленчатым валом типичного обычного двигателя внутреннего сгорания с помощью шатунной шейки.

Характеристики движения поршней в обычном двигателе внутреннего сгорания определяются движением, которое шатуны и узел коленчатого вала сообщают поршням.Движение шатунов и коленчатого вала в сборе, таким образом, определяют характеристики движения поршней.

Движение поршней в пределах девяноста градусов до и после «ВМТ» отличается от движения в пределах девяноста градусов до и после «НМТ» в большинстве обычных двигателей. Поршень перемещается существенно больше, чем на половину значения хода, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки, и поршень перемещается существенно меньше, чем на половину значения хода, когда поршень находится в пределах девяноста градусов от нижней мертвой точки.

Асимметрия движения возникает в результате поперечного движения шатунной шейки, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки, и по существу коллинеарного движения шатунной шейки относительно центральной линии цилиндра, когда поршень находится по существу в нижней мертвой точке по центру и зависит от отношения длины шатуна к ходу.

Опять же, отношение штока к ходу (R/S) и расположение шатунной шейки определяют характеристики движения поршня и, таким образом, производительность и эффективность двигателя.

Степень сжатия обычного двигателя внутреннего сгорания представляет собой отношение объема наибольшего объема цилиндра к его наименьшему объему. Более подробно, поршень проходит через объем, который называется рабочим объемом, а минимальный объем возникает, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Таким образом, максимальный объем представляет собой сумму объема смещения плюс минимальный объем. Отношение максимального объема к объему клиренса называется степенью сжатия, которая влияет на характеристики, мощность и эффективность двигателя.

Рабочие характеристики, мощность и эффективность двигателя можно улучшить путем изменения характеристик движения и хода поршней двигателя внутреннего сгорания.

Рабочие характеристики, мощность и эффективность двигателя могут быть улучшены путем модификации и/или изменения рабочего объема, рабочего объема или как рабочего объема, так и рабочего объема поршней внутри цилиндров и, в частности, путем изменения соединительного геометрия шатуна, движение шатунной шейки и/или изменение движения шатуна.Эти и другие факторы настоящего изобретения будут рассмотрены более подробно.

РИС. 1-12 показан вариант осуществления настоящего изобретения, двигатель 10 с оппозитными поршнями, который имеет множество кривошипно-шатунных механизмов 12 , сконструированных в соответствии с настоящим изобретением, которые сообщают асимметричное движение противоположным поршням 14 внутри цилиндров 16 . Противоположные поршни 14 , которые совершают возвратно-поступательное движение внутри цилиндров 16 , а также кривошипно-шатунный механизм 12 размещены внутри блока цилиндров 17 .Цилиндры 16 имеют отверстия цилиндров 18 , каждый из которых имеет осевую линию отверстия цилиндра 19 .

Каждый из кривошипно-шатунных механизмов 12 имеет шатун 20 и пару наборов шестерен 22 , включающих первый набор шестерен 24 и второй набор шестерен 26 , которые являются зеркальными изображения друг друга.

Пара наборов шестерен 22 обеспечивает асимметричное вращательное движение кривошипа 28 шатуна 20 на шатунной шейке 30 и возвратно-поступательное движение противоположных поршней 14 .Кривошипный конец 28 шатуна 20 имеет отверстие 31 для кривошипного конца.

Первый набор шестерен 24 и второй набор шестерен 26 имеют кривошипную шестерню 32 , каждая из которых прикреплена к шатунной шейке 30 на противоположных концах шатунной шейки 30 .

Подшипник коленчатого вала 33 устанавливается в отверстие 31 шатуна 20 для приема через него шатунной шейки 30 , что позволяет шатунной шейке 30 вращаться вокруг кривошипной шестерни. 32 , так как шатун 20 совершает возвратно-поступательное движение.

Шатун 30 проходит от и между кривошипными шестернями 32 первого набора шестерен 24 и второго набора шестерен 26 , через подшипник 33 на конце кривошипа, установленный в концевом отверстии кривошипа 106 на конце кривошипа 28 шатуна 20 , что облегчает передачу движения от шатуна 20 к кривошипным шестерням 32 и наоборот.

Первый комплект шестерен 24 и второй комплект шестерен 26 имеют первую неподвижную шестерню 34 .Кривошипные шестерни 32 первой группы 24 и второй группы 26 входят в зацепление с первыми неподвижными шестернями 34 первой группы 24 и второй группы 26 и вращаются вокруг них. .

Шатун 30 вращается вокруг первых неподвижных шестерен 34 и следует по траектории центрированной трохоиды вокруг первых неподвижных шестерен 34 . Следовательно, конец кривошипа 28 шатуна 20 на шатунной шейке 30 вращается вокруг первых неподвижных шестерен 34 и следует по траектории центрированной трохоиды вокруг первых неподвижных шестерен 34 .

Кривошипные шестерни 32 имеют отверстия для шатунов 36 для приема через них шатунной шейки 30 и крепления к ней шатунной шейки 30 , а конец кривошипа 28 шатуна 36 31 , в котором установлен подшипник 33 со стороны кривошипа для приема через него шатунной шейки 30 . Шатун 20 приводит в движение кривошип 32 на шатунной шейке 30 .

Шатун 20 , который приводится в движение взрывной силой, действующей на поршень 14 внутри цилиндра 16 , соединен с поршнем 14 поршневым пальцем 40 , который обеспечивает опору . 41 для шатуна 20 , чтобы он поворачивался при движении поршня 14 . Соединительный стержень 20 имеет первое плечо 42 , имеющее длину первого плеча 43 , и второе плечо 44 , имеющее второе плечо длиной 45 , которое расположено под углом к ​​первому плечу 42. по уголку Ø ( 46 ).

Первый набор шестерен 24 и второй набор шестерен 26 имеют уравновешенный радиальный рычаг 47 и приводной вал 50 . Каждый из уравновешенных радиальных рычагов 47 содержит радиальный рычаг 48 и противовес 49 , что минимизирует вибрацию. Уравновешенные радиальные рычаги 47 закреплены и установлены на соответствующих приводных валах 50 . Уравновешенные радиальные рычаги 47 приводят в движение приводные валы 50 при вращении уравновешенных радиальных рычагов 47 .

Каждый из радиальных рычагов 48 имеет отверстие 52 внешнего радиального рычага, в котором установлен подшипник 53 внешнего радиального рычага для приема через него вала кривошипной шестерни 54 . Каждая из кривошипных шестерен 32 прикреплена к соответствующему одному из валов 54 кривошипной шестерни.

Подшипники внешних радиальных рычагов 53 позволяют кривошипным шестерням 32 вращаться вокруг первых неподвижных шестерен 34 и приводят радиальные рычаги 48 вокруг приводных валов 50 60062 при вращении кривошипных шестерен 3061 900 .

Каждый из радиальных рычагов 48 имеет отверстие для приводного вала в точке поворота 55 . Каждый из радиальных рычагов 48 прикреплен к соответствующему одному из приводных валов 50 в соответствующем одном из отверстий 55 приводного вала в точке поворота.

Шатун 20 приводит в движение шатунные шейки 30 , которые приводят в движение кривошипные шестерни 32 и валы кривошипных шестерен 54 относительно первых неподвижных шестерен 34 .Каждая шатунная шейка 30 следует по траектории рулетки центрированной трохоиды, когда кривошипные шестерни 32 приводят в движение первые неподвижные шестерни 34 . Следовательно, конец кривошипа 28 шатуна 20 на шатунной шейке 30 вращается вокруг первых неподвижных шестерен 34 и следует по траектории центрированной трохоиды вокруг первых неподвижных шестерен 34 .

Валы кривошипных шестерен 54 приводят в движение радиальные рычаги 48 , поскольку кривошипные шестерни 32 вращаются вокруг первых неподвижных шестерен 34 .Радиальные рычаги 48 , которые приводятся в движение кривошипными валами 54 , приводят в движение приводные валы 50 , когда кривошипные шестерни 32 вращаются вокруг первых неподвижных шестерен 34 .

Первый комплект шестерен 24 и второй комплект шестерен 26 имеют ведомую шестерню коленчатого вала 56 и вторую неподвижную шестерню 57 . Кривошипные шестерни 32 и ведомые шестерни 56 коленчатого вала закреплены штифтами на соответствующих валах 54 кривошипных шестерен на противоположных концах валов 54 кривошипных шестерен.

Первая стационарная шестерня 34 и вторая неподвижная шестерня 57 первого набора шестерен 24 и второго набора шестерен 26 расположены напротив друг друга и имеют первый неподвижный подшипник 58 и второй стационарный зубчатый подшипник 59 , соответственно, для приема через него приводных валов 50 с возможностью вращения. Каждый из радиальных рычагов 48 прикреплен к соответствующему одному из приводных валов 50 между первой неподвижной шестерней 34 и второй неподвижной шестерней 57 .Приводные валы 50 имеют фланцы или кромки на противоположных концах приводных валов 50 для предотвращения бокового перемещения приводных валов 50 и предотвращения бокового перемещения или отделения первых неподвижных шестерен 34 от привода. валы 50 .

Кривошипные шестерни 32 приводят в движение ведомые шестерни коленчатого вала 56 через валы кривошипных шестерен 54 . Кривошипные шестерни 32 вращаются вокруг первых неподвижных шестерен 34 , а ведомые шестерни коленчатого вала 54 вращаются вокруг вторых неподвижных шестерен 57 . центрированная трохоида.Следовательно, конец кривошипа 28 шатуна 20 на шатунной шейке 30 вращается вокруг первых неподвижных шестерен 34 и следует по траектории центрированной трохоиды вокруг первых неподвижных шестерен 34 .

Подшипник наружного радиального рычага 53 позволяет кривошипным шестерням 32 и ведомым шестерням коленчатого вала 56 вращаться вокруг кривошипных валов 54 , как кривошипные шестерни 06 50 и ведомые шестерни вращаются вокруг первой неподвижной шестерни 34 и второй неподвижной шестерни 57 .

Кривошипные шестерни 32 приводят в движение ведомые шестерни коленчатого вала 56 через валы кривошипных шестерен 54 по существу синхронно.

Кривошипные шестерни 32 и ведомые шестерни коленчатого вала 56 приводят в движение уравновешенные радиальные рычаги 47 , которые приводят в движение приводные валы 50 , когда уравновешенные радиальные рычаги 47 вращаются.

Радиальные рычаги 48 уравновешенных радиальных рычагов 47 , которые закреплены и установлены на приводных валах 50 , приводятся в движение движением кривошипных шестерен 32 относительно первых неподвижных шестерен 34 и второй неподвижной шестерни 55 и приводных валов 50 .

Кривошипные шестерни 32 и ведомые шестерни 56 коленчатого вала имеют по существу одинаковое трохоидальное движение относительно первой неподвижной шестерни 34 и второй неподвижной шестерни 57 соответственно. Рабочими характеристиками двигателя 10 с оппозитными поршнями можно управлять, управляя центральным трохоидальным движением шатунных шеек 30 и, следовательно, центральным трохоидальным движением конца кривошипа 28 шатуна 20 посредством:

    • регулировка расстояния шатунной шейки 30 от центров кривошипных шестерен 32 относительно радиусов кривошипных шестерен 32 и/или;
    • регулировка диаметров кривошипных шестерен 32 относительно диаметров первых неподвижных шестерен 34 ;
      каждый из которых регулирует трохоидальное движение кривошипного конца 28 шатуна 20 и асимметричное движение шатуна 20 и работу кривошипно-шатунного механизма 12 и работу противоположного поршневой двигатель 10 .

Следует отметить, что диаметр делительной окружности используется для определения диаметра зубчатого колеса, которое за счет чистого качения будет производить то же движение, что и зубчатое колесо. Делительная окружность — это воображаемая окружность на шестерне, по которой можно предположить, что она катится без проскальзывания с делительной окружностью другой шестерни. Точка контакта двух окружностей основного тона становится точкой основного тона.

Шатун 20 предпочтительно имеет угловую форму, хотя можно использовать и обычную форму шатуна.Угол Ø ( 46 ) обычно находится в пределах от девяноста до ста восьмидесяти градусов, но может быть и любым другим подходящим углом. Когда угол Ø ( 46 ) между первым плечом 42 и вторым плечом 44 шатуна 20 составляет сто восемьдесят градусов, шатун 20 приближается к углу обычного соединительного стержня. стержень. Рабочие характеристики двигателя с оппозитным расположением поршней 10 можно дополнительно контролировать, контролируя угол Ø ( 46 ) между первой ветвью 42 и второй ветвью 44 шатуна 20 и/или контролируя длину длины первого плеча 42 относительно длины второго плеча 44 шатуна 20 .

Таким образом, производительность двигателя с оппозитными поршнями 10 может регулироваться:

    • регулировкой расстояния шатунной шейки 30 от центров кривошипных шестерен 32 относительно радиуса кривошипа. 32 и/или;
    • регулировка диаметров кривошипных шестерен 32 относительно диаметров первых неподвижных шестерен 34 ; и/или
    • контроль угла Ø ( 46 ) между первой ветвью 42 и второй ветвью 44 шатуна 20 ; и/или
    • , регулирующий длину первого плеча 42 относительно длины второго плеча 44 шатуна 20 .

Вторые неподвижные шестерни 57 крепятся и поддерживаются опорными элементами 60 или другими подходящими опорами с крепежными элементами 61 .

Первый набор шестерен 24 и второй набор шестерен 26 имеют шестерню приводного вала 62 , установленную на соответствующем одном из приводных валов 50 , каждая из шестерен приводного вала 62 приводится в движение соответствующим одним из приводных валов 50 и вторичной шестерней 63 , причем каждая из выходных шестерен 63 приводится в движение соответствующей одной из шестерен 62 ведущего вала.

Двигатель 10 с оппозитными поршнями имеет выходной вал 64 , а опорные элементы 60 имеют отверстия 65 для приема через них выходного вала 64 . Выходные шестерни 63 , которые приводятся в движение шестернями приводного вала 62 , приводят в движение выходной вал 64 .

Блок цилиндров 17 имеет подшипники 66 для приема приводных валов 50 через них и подшипники 67 для приема вторичного вала 64 через них, таким образом, пропуская вторичный вал 5 64 вращаться, так как шатун 20 совершает возвратно-поступательное движение.Приводные валы 50 и выходной вал 64 имеют фланцы или выступы на противоположных концах приводных валов 50 и на противоположных концах выходного вала 64 для предотвращения вал 64 от бокового или непреднамеренного смещения из блока цилиндров 17 .

Двигатель с оппозитным расположением поршней 10 имеет улучшенные рабочие характеристики, мощность и эффективность благодаря улучшению характеристик движения, придаваемых поршням 14 кривошипно-шатунным механизмом 12 двигателя с оппозитным расположением поршней 10 .

РИС. 13 показан альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма 70 для использования в двигателе, содержащий по меньшей мере один поршень, совершающий возвратно-поступательное движение в пределах по меньшей мере одного цилиндра, и имеющий по меньшей мере один кривошипно-шатунный механизм 70 .

Участок и соединительный стержень 70 включает в себя:

    • Соединительный стержень 72 , содержащий:

      8

    • первая нога 74 и вторая нога 76 Angulary, расположенные друг от друга,
      • первое плечо 74 , имеющее конец поршня 78 , шарнирно соединенный с поршнем 80 ,
      • второе плечо 76 , имеющее конец кривошипа 82 ;
    • 84 , содержащий: 84 , включающий:
      • a Crankpin 86 ,
        • Коленчатый конец 82 второй ноги 76 шарнирно подключен к Crankpin 86 ;
      • кривошип 88 ;
      • Участок зубчатого механизма 90 , 90 ,
      • радиус делительной окружности кривошипно-шатунного механизма 88 ;
  • Стационарная передача 98 ,
  • Crank Gear 88 сетка с стационарной передачей 98 , 82
  • коленчатого стержня 82 соединительного стержня 72 вождение Crankpin 86 , который приводит в движение кривошип 88 и вал кривошипа 90 относительно неподвижной шестерни 98 ;
  • Crank PIN-код 86 и рукоятка 82 Вращающиеся о стационарной передаче 98 и после пути рулетки по центрированному Trochoid 102 о стационарной передаче 98 .
  • Комплект шестерен 84 имеет уравновешенный радиальный рычаг 104 и вторичный вал 106 . Уравновешенный радиальный рычаг 104 содержит радиальный рычаг 107 и противовес 108 , который минимизирует вибрацию. Уравновешенный радиальный рычаг 104 закреплен и установлен на вторичном валу 106 . Уравновешенный радиальный рычаг 104 приводит в движение выходной вал 106 при вращении уравновешенного радиального рычага 104 .

    Радиальный рычаг 107 имеет отверстие 109 внешнего радиального рычага, в котором установлен подшипник 110 внешнего радиального рычага для приема через него вала кривошипной шестерни 90 . Кривошипная шестерня 88 закреплена на валу кривошипной шестерни 90 .

    Подшипник внешнего радиального рычага 110 позволяет кривошипу 88 вращаться вокруг неподвижной шестерни 98 и приводит в движение радиальный рычаг 107 вокруг вторичного вала 106 как кривошип

    Радиальный рычаг 107 имеет отверстие для приводного вала в точке поворота 112 . Радиальный рычаг 107 закреплен на выходном валу 106 в отверстии 112 ведущего вала в точке поворота. Неподвижная шестерня 98 имеет неподвижный подшипник 114 шестерни, через который с возможностью вращения проходит выходной вал 106 .

    Шатун 72 приводит в движение шатунную шейку 86 , которая приводит в движение кривошипную шестерню 88 и вал кривошипной шестерни 90 относительно неподвижной шестерни 98 .Шатун 86 следует по траектории рулетки центральной трохоиды 102 , так как кривошип 88 приводится в движение неподвижной шестерней 98 . Следовательно, конец кривошипа 82 шатуна 72 на шатунной шейке 86 вращается вокруг неподвижной шестерни 98 и следует по траектории рулетки центрированной трохоиды 102 вокруг неподвижной шестерни 9 .

    Вал кривошипной шестерни 90 приводит в движение радиальный рычаг 107 , поскольку кривошипная шестерня 88 вращается вокруг неподвижной шестерни 98 .Радиальный рычаг 107 , который приводится в движение валом кривошипа 90 , приводит в движение выходной вал 106 , когда кривошип 88 вращается вокруг неподвижного зубчатого колеса 98 .

    Набор шестерен 84 может быть таким же, как показано на РИС. 13, или набор шестерен 84 может быть его зеркальным отражением, в зависимости от требуемой конфигурации.

    Шатун 72 предпочтительно имеет угловую форму, хотя можно использовать и обычную форму шатуна.Угол между первой ветвью 74 и второй ветвью 76 обычно составляет от девяноста до ста восьмидесяти градусов, но может быть и любым другим подходящим углом. Когда угол между первым плечом 72 и вторым плечом 74 шатуна 72 составляет сто восемьдесят градусов, шатун 72 приближается к углу обычного шатуна. Рабочими характеристиками двигателя можно дополнительно управлять, контролируя угол между первой ветвью 74 и второй ветвью 76 шатуна 20 и/или контролируя длину первой ветви 74 относительно длины второй ноги 76 шатуна 72 .

    РИС. 14 показан альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма 120 , который по существу такой же, как кривошипно-шатунный механизм 70 , за исключением того, что кривошипно-шатунный механизм 120 имеет наружную шестерню приводного вала 122. и уравновешенный радиальный рычаг 124 , каждый из которых установлен и закреплен на внешнем приводном валу 126 . Противовесный радиальный рычаг 124 приводит в движение внешний приводной вал 126 , а внешний приводной вал 126 приводит в движение шестерню внешнего приводного вала 122 .

    Внутренний вал 130 , расположенный внутри внешнего приводного вала 126 , удерживает шестерню 132 в неподвижном положении. Внутренний вал 130 крепится к стационарной шестерне 132 на первой пластине 134 и к стенке 136 двигателя 138 на второй пластине 140 , которая противостоит первой пластине 60 1 9062 .

    Вторичная шестерня 142 установлена ​​и закреплена на вторичном валу 144 , который установлен с возможностью вращения на опорном элементе 146 .Шестерня внешнего приводного вала 122 приводит в движение выходную шестерню 142 , которая приводит в движение выходной вал 144 .

    РИС. 15 и 16 показан альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма 150 , который по существу такой же, как кривошипно-шатунный механизм 12 , за исключением того, что кривошипно-шатунный механизм 150 имеет одну шестерню . 152 , который приводит в движение шатун 154 .

    РИС.17-22C показан альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма 160 , который по существу аналогичен кривошипно-шатунному механизму 150 , за исключением того, что кривошипно-шатунный механизм 160 имеет поворотный клапан . 162 . Поворотный клапан 162 имеет корпус поворотного клапана 164 , который вращается с шагом от 166 A до 166 F в отверстии поворотного клапана 167 .

    Корпус поворотного клапана 164 имеет впускной канал 168 и выпускной канал 170 , каждый из которых сообщается с областью горловины цилиндра 172 . Впускной канал 168 облегчает подачу топливно-воздушной смеси из впускного коллектора 174 в горловину цилиндра 172 для сгорания в цилиндре 176 . Выпускной канал 170 способствует выбросу отработавших газов из цилиндра 176 через область горловины цилиндра 172 в выпускной коллектор 178 .

    Корпус поворотного клапана 164 имеет шесть ступенчатых приращений вращения, т. е. ступенчатых приращений вращения от 166 A до 166 F. Каждое ступенчатое приращение вращения от 166 A до 026 F инициируется пружинным всасыванием 90 026 F. толкатель 182 или подпружиненный выпускной толкатель 184 , который толкает ступеньки 186 ступенчатых выемок 188 по окружности 190 корпуса поворотного клапана 161 064

    и приводит в движение корпус поворотного клапана 6 .Поворотный клапан 162 имеет упоры 192 с подпружиненными шарикоподшипниками 194 , которые прижимаются к упорам 196 на поверхности 198 корпуса поворотного клапана 198 и стопорят корпус поворотного клапана 164 . 164 от вращения мимо любого ступенчатого приращения вращения от 166 A до 166 F, таким образом, контролируя каждое ступенчатое приращение вращения от 166 A до 166 F.Вторичные подпружиненные шарикоподшипники 199 используются для удержания корпуса поворотного клапана 164 практически концентричным с отверстием поворотного клапана 167 .

    Такт выпуска происходит, когда корпус поворотного клапана 164 совершает ступенчатое приращение вращения 166 A. Такт впуска происходит, когда корпус поворотного клапана 164 совершает ступенчатое приращение вращения 166 B. Такт сжатия, событие воспламенения (сгорания) и рабочий ход происходят, когда корпус поворотного клапана 164 находится в ступенчатом приращении вращения 166 C.Процесс повторяется во время ступенчатых приращений вращения с 166 D по 166 F. приращение 166 F дает два полных цикла за четыре хода.

    Более подробно, когда поршень 201 перемещается от нижней части отверстия 203 цилиндра к верхней части отверстия 203 цилиндра, корпус поворотного клапана 164 совершает ступенчатое приращение вращения 166 A отверстие поворотного клапана 167 .Корпус поворотного клапана 164 , повернутый в положение выпуска со ступенчатым шагом 166 A вращения внутри отверстия 167 поворотного клапана, выпускной канал 170 поворотного клапана 162 примыкает к горловине цилиндра 172 , отработавшие газы из цилиндра 176 выводятся через горловину цилиндра 172 и через корпус поворотного клапана 164 в выпускной коллектор 178 .

    Когда поршень 201 движется от верхней части отверстия цилиндра 203 к нижней части отверстия цилиндра 203 , корпус поворотного клапана 164 находится в ступенчатом приращении вращения 166 B внутри поворотного клапана отверстие 167 . Корпус поворотного клапана 164 после поворота в положение впуска со ступенчатым шагом 166 B вращения внутри канала 167 поворотного клапана, впускной канал 168 поворотного клапана 162 примыкает к горловине цилиндра . 172 , а топливовоздушная смесь всасывается в цилиндр 203 .

    Когда поршень 201 находится в нижней части отверстия цилиндра 203 , после того, как топливно-воздушная смесь втянута в отверстие цилиндра 203 , корпус поворотного клапана 164 находится в ступенчатом приращении вращения 166 C внутри отверстия поворотного клапана 167 . Корпус поворотного клапана 164 , повернутый в закрытое положение со ступенчатым приращением 166 C в канале 167 поворотного клапана, впускном канале 168 и выпускном канале 170 поворотного клапана 62090 1 62061 0 62061 0 заблокированы от сообщения с областью горловины цилиндра 172 .Во время такта сжатия поршень 201 перемещается к верхней части отверстия цилиндра 203 ; топливовоздушная смесь воспламеняется, когда поршень 201 находится в верхней части отверстия цилиндра 203 ; во время рабочего такта поршень 201 перемещается в нижнюю часть отверстия цилиндра 203 , что завершает один четырехтактный цикл, после чего повторяется еще один четырехтактный цикл, и корпус поворотного клапана 164 совершает полный оборот за отверстие поворотного клапана 167 .

    Подпружиненный впускной стержень 168 и подпружиненный выпускной стержень 170 управляются кулачками 200 на распределительном валу 202 при вращении распределительного вала 202 . Подпружиненный впускной толкатель 168 и подпружиненный выпускной толкатель 170 в качестве альтернативы могут управляться электронным способом или другими подходящими средствами.

    Корпус поворотного клапана 164 имеет цилиндрическую форму, за исключением ступенчатых выемок 188 по окружности 190 корпуса поворотного клапана 164 и упоров 196 на поверхности корпуса поворотного клапана 164 .

    Отверстие поворотного клапана 167 расположено внутри блока цилиндров 204 и коллектора 206 выше и рядом с областью горловины цилиндра 172 .

    РИС. 23 показан альтернативный вариант поворотного клапана 210 , который по существу такой же, как поворотный клапан 162 , за исключением того, что поворотный клапан 210 имеет дугообразный подшипник 212 , который используется для поддержания корпуса поворотного клапана. 214 практически концентрические с отверстием поворотного клапана 216 .

    РИС. 24 показан альтернативный вариант кривошипно-шатунного механизма 220 , который по существу такой же, как кривошипно-шатунный механизм 70 , за исключением того, что кривошипно-шатунный механизм 220 имеет пару наборов шестерен . 222 , содержащий первый набор шестерен 224 и второй набор шестерен 226 , которые противостоят друг другу и являются зеркальным отражением друг друга и которые приводят в движение шатун 228 .

    РИС. 25 показан вариант осуществления двигателя , 230, , использующего множество кривошипно-шатунных механизмов , 150, .

    РИС. 26 показан альтернативный вариант осуществления двигателя , 240, , использующего множество кривошипно-шатунных механизмов , 150, .

    РИС. 27 показан вариант осуществления двигателя , 250, с оппозитными поршнями, в котором используется множество кривошипно-шатунных механизмов , 150, .

    Хотя настоящее изобретение было описано достаточно подробно со ссылкой на некоторые его предпочтительные версии, возможны и другие версии.Следовательно, сущность и объем прилагаемой формулы изобретения не должны ограничиваться описанием предпочтительных версий, содержащихся в данном документе.

    Шатун с регулируемой степенью сжатия

    Регулировка степени сжатия в работающем поршневом двигателе в зависимости от условий эксплуатации признана эффективным способом повышения эффективности как при малой нагрузке, так и при максимальном выходном крутящем моменте, и, возможно, это последнее из доступных значительных улучшений эффективности. к поршневым двигателям в стремлении достичь стандарта 54 CAFE 2025 года.5 миль на галлон. Предлагаемый двухступенчатый шатун переменной длины двигателя обеспечивает эту функцию за счет изменения компрессии в работающем двигателе с помощью простого и надежного механического устройства. Конструкция подробно описана в опубликованной заявке на патент РСТ WO 2015/2004432 A1. Новизна показана, поскольку отчет о поиске в заявке не указывает на особенно релевантный предшествующий уровень техники.

    Устройство использует реверсивное усилие шатуна для вращения эксцентриковых втулок для изменения длины шатуна без использования гидравлики или дополнительных каналов для жидкости в кривошипе или шатуне.Изменения степени сжатия инициируются перемещением кулачка, установленного на блоке, таким образом, чтобы он зацепил и перевернул бистабильный рычаг на шатуне. Тумблер сбрасывает переключаемый односторонний храповой механизм сцепления, управляющий эксцентриковым вращением. Затем эксцентрик поворачивается к новому положению во время изменения направления усилия на шатуне, которое вызывает эксцентриковый крутящий момент в требуемом направлении. Механизм сцепления фиксирует пошаговое вращение в требуемом направлении, даже если эксцентрик не совершает полный ход за один цикл изменения силы шатуна.Это позволяет накапливать полный ход более чем за один цикл изменения направления усилия и приводит к более надежному изменению степени сжатия за счет исключения возможности непродуктивного циклического вращения. Механизм сцепления блокирует эксцентрик в конечной точке вращения эксцентрика, при этом шатун действует как жесткий стержень. Когда направление сцепления снова переключается, эксцентрик может свободно вращаться в противоположном направлении с той же возможностью приращения вращения. Когда направление сцепления переключается, оно сохраняет свое первоначальное направление блокировки до тех пор, пока нагрузка на шток и результирующий крутящий момент на эксцентрике не окажутся на низком уровне и в новом направлении вращения.Эта предустановленная характеристика позволяет переключать направление сцепления в одной точке цикла двигателя, гарантируя при этом, что сцепление отключается в другой точке цикла, когда направление и величина силы являются благоприятными. Установленный на блоке управляющий кулачок задействует бистабильный тумблер только в начале события изменения. В установившемся режиме работы между кулачком и штоковым механизмом нет взаимодействия, что устраняет шум и износ.

    Конструкция включает в себя новые конфигурации смазываемого подшипника скольжения между шатуном и эксцентриком, которые изменяют эффекты сжимающего пленочного подшипника и результирующее трение.Эти конфигурации уменьшают пиковый эксцентриковый крутящий момент, передаваемый механизмом сцепления, и в то же время облегчают эксцентричное вращение при более низком крутящем моменте. Полностью механический узел штока является прямой заменой обычных штоков и не требует изменений поршня, кривошипа и системы смазки двигателя. Компоненты имеют умеренную точность и выдерживают умеренные нагрузки.

    Кривошипно-шатунный механизм | Научный.Net

    Авторы: Дянь Лунь Сюэ, Хун Синь Чжан, Ин Лю

    Аннотация: Гидравлический двигатель с замкнутым поршнем (ГДД) представляет собой силовое устройство нового типа, непосредственно превращающее показывающую работу в гидравлическую энергию, рабочий процесс которого связан со многими дисциплинами.Оптимальная конструкция его основной системы движения очень важна для повышения производительности. На основе минимального объема построена модель MDO. Модель включает оптимизационную модель систематического уровня и оптимизационную модель дисциплинарного уровня коленчатого вала и шатуна. Вычисленный методом совместной оптимизации, общий объем уменьшается на 12,62%, в том числе объем шатуна увеличивается на 9,26%, а коленчатого вала уменьшается на 14,06%. Результат является более интегрально оптимальным из-за учета совместного эффекта между подсистемами.

    448

    Авторы: Ин Ши, Лян Ван

    Аннотация: Взяв, к примеру, кривошипно-шатунный механизм, в этой статье используется моделирование Pro/E, используется 3D-MAX для создания анимации разборки, а затем используется программное обеспечение для обработки изображений Fireworks и программное обеспечение для веб-дизайна Dreamweaver (оба относятся к третьей веб-странице). мечники ) для оформления базовой страницы.Первые два содержания и другая информация, которую искали, такие как учебные программы, изображения, корпоративные ссылки, экзамены по вождению и т. д., используются в качестве ресурса для заполнения веб-страницы. Наконец завершает разработку информационной платформы, превращая ее в интуитивно понятный, всеобъемлющий и эффективный канал обучения.

    761

    Авторы: И Минь Шао, Лян Хуа Ван

    Аннотация: В настоящем исследовании исследуется динамическая характеристика одноцилиндровых поршневых двигателей.В частности, рассматриваются упрощенные модели кривошипно-шатунного механизма, учитывающие гибкость коленчатого вала. Коленчатый вал, шатун и поршень являются важнейшими частями кривошипно-шатунного механизма, и параметры их размеров, массы, расположения центров тяжести необходимы именно в процессе изготовления. Однако в практическом производственном процессе невозможно полностью избежать производственных ошибок, и это может привести к различным вибрационным характеристикам двигателя. Таким образом, целью данной статьи является понимание влияния производственной ошибки на вибрационные характеристики двигателя.Для получения динамических характеристик двигателя было выполнено моделирование динамики как жесткого, так и гибкого тела с использованием программного обеспечения ADAMS.

    1088

    Что такое кривошипно-шатунный механизм? — Первый законкомик

    Что такое кривошипно-шатунный механизм?

    Кривошипно-шатунный механизм (или кулисно-кривошипная связь) представляет собой механическую систему, состоящую из вращающегося элемента (кривошипа) и элемента скольжения (например,грамм. поршень), как видно из сопутствующей анимации.

    Как работает кривошипно-шатунный механизм?

    Кривошип представляет собой рычаг, прикрепленный под прямым углом к ​​вращающемуся валу, посредством которого круговое движение передается валу или принимается от него. В сочетании с шатуном его можно использовать для преобразования кругового движения в возвратно-поступательное или наоборот.

    Для чего нужны рукоятка и ползун?

    Кривошипно-ползунковый механизм преобразует вращательное движение и усилие в возвратно-поступательное движение и усилие.Кривошипно-ползунковый механизм преобразует возвратно-поступательное движение и силу во вращательное движение и силу.

    Кто изобрел кривошип и шатун?

    Арабский изобретатель Аль-Джазари (1136–1206) описал систему кривошипа и шатуна во вращающейся машине двух своих водоподъемных машин. Его двухцилиндровый насос включал в себя самый ранний из известных коленчатых валов, а другая его машина включала в себя первый известный кривошипно-ползунковый механизм.

    Что такое кривошипно-рычажный механизм?

    Кривошипно-рычажный механизм быстрого возврата преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное.Это инверсия кривошипно-шатунной цепи с одним ползунком. Этот механизм состоит из двухтактного режущего хода (прямого хода) и холостого хода (обратного хода).

    В чем разница между рычагом и кривошипом?

    заключается в том, что рычаг представляет собой (механика) жесткую деталь, способную вращаться вокруг одной точки или оси (точки опоры) и в которой находятся две или более других точек, к которым приложены силы; — используется для передачи и изменения силы и движения, или рычаг может быть (редко) дамбой, а кривошип — изогнутой частью оси или вала, или …

    Какова формула кривошипа и ползунков?

    Если мы допустим l= a2/a3 и e = c/a3, ход будет определяться следующим образом: Если эксцентриситет c (или a1) равен нулю (c = 0), кривошипно-шатунный механизм называется рядным ползун-кривошип, а ход в два раза больше длины кривошипа (s = 2a2).Если эксцентриситет не равен нулю (c ¹0), то его обычно называют кривошипно-ползунковым механизмом со смещением.

    Что означает cranks по-английски?

    Определение кривошипа (Запись 1 из 5) 1: изогнутая часть оси или вала или рычаг, соединенный под прямым углом с концом вала, посредством которого круговое движение передается валу или принимается от него, или посредством которого совершается возвратно-поступательное движение превращается в круговое движение или наоборот.

    Из каких частей состоит кривошипно-шатунный механизм?

    Типичный кривошипно-щелевой механизм состоит из следующих частей.Ram или рычаг: это скользящая пара, которая движется вперед и назад. Кривошип: Кривошип — это вращающаяся часть (вращающаяся пара), которая помогает всей конструкции преобразовывать вращательное движение шестерни в скользящее движение ползуна.

    Что такое рычажный механизм?

    кулисный механизм (также известный как механизм с щелевым звеном) представляет собой механизм возвратно-поступательного движения, преобразующий линейное движение ползуна во вращательное движение или наоборот. Поршень или другая возвратно-поступательная часть непосредственно соединена со скользящим хомутом с прорезью, которая входит в зацепление со штифтом на вращающейся части.

    Как еще называется щелевая ссылка?

    кулисный механизм
    кулисный механизм (также известный как механизм с щелевым звеном) представляет собой механизм возвратно-поступательного движения, преобразующий линейное движение ползуна во вращательное движение или наоборот.

    Скачать бесплатно файл GCODE Шатун — Шатун

    ?

    Качество создания: 5.0/5 (1 голос)

    Оценка членов на пригодность для печати, полезность, уровень детализации и т.д.

    Ваш рейтинг: 0/5 удалять

    Ваш рейтинг: 0/5

    • 👁 585 взгляды
    • ♥ 3 нравится
    • 0 Комментарии
    • 21 загрузки
    • 0 делает

    Описание 3D модели

    Малая кривошипная система.

    Учись, развлекаясь.

    Позволяет увидеть пределы кривошипной тяги механической системы, но при этом одной из наиболее часто используемых.

    Печатать легко, нужно проверить правильность подгонки деталей.

    Система стабильна.

    Нам нужно напечатать:

    1 корпус

    2 коленчатых вала

    2 шатуна

    1 коленчатый вал

    2 гайки

    2 гайки

    2 зажима

    взять напрямую файлы gcode или stl с масштабом 1/10.

    Не стесняйтесь нанести небольшую каплю масла на трущиеся детали.

    А+

    НОП21


    Параметры 3D-печати

    Информация о файле 3D-принтера

    • Формат 3D-дизайна : GCODE и STL Сведения о папке Закрывать
      • m%C3%A9canisme_-vilebrequin.G-код
      • m%C3%A9canisme_-vilebrequin.stl
      • м%C3%A9canisme_bis_-_axe_noix.gcode
      • м%C3%A9canisme_bis_-_axe_noix.stl
      • м%C3%A9canisme_bis_-_axe_vilebrequin.gcode
      • м%C3%A9canisme_bis_-_axe_vilebrequin.stl
      • м%C3%A9canisme_bis_-_biellette.gcode
      • м%C3%A9canisme_bis_-_biellette.stl
      • м%C3%A9canisme_bis_-_clip.G-код
      • м%C3%A9canisme_bis_-_clip.stl
      • м%C3%A9canisme_bis_-_corps_1.gcode
      • м%C3%A9canisme_bis_-_corps_1.stl
      • м%C3%A9canisme_bis_-_noix.gcode
      • м%C3%A9canisme_bis_-_noix.stl

      Подробнее о форматах

    • Дата публикации : 2021/03/26 в 17:18

    Лицензия

    CCBYNCND

    Теги

    Создатель

    Старинный шеф-повар, aujourd’hui à la retraite.Passionné d’impression 3D


    Лидеры продаж категории Разное


    Хотели бы вы поддержать культы?

    Вам нравятся культы и вы хотите помочь нам продолжить приключение самостоятельно ? Обратите внимание, что мы небольшая команда из 3 человек , поэтому нам очень просто поддерживать деятельность и создавать будущие разработки .Вот 4 решения, доступные всем:

    • РЕКЛАМА: Отключите блокировщик баннеров AdBlock и нажмите на наши рекламные баннеры.

    • ПРИСОЕДИНЕНИЕ: Совершайте покупки в Интернете, нажав на наши партнерские ссылки здесь Amazon или Aliexpress.

    • ПОЖЕРТВОВАТЬ: Если вы хотите, вы можете сделать пожертвование через PayPal здесь.

    • САЛАФОН: Пригласите своих друзей, откройте для себя платформу и великолепные 3D-файлы, которыми делится сообщество!

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.