Изобретение относится к области машиностроения, в частности к области двигателестроения, а именно, для передачи усилия от поршня к коленчатому валу и наоборот в устройствах, использующих дезаксиальный вид кривошипно-шатунного механизма (КШМ).The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to the field of engine building, namely, to transfer force from the piston to the crankshaft and vice versa in devices using the deaxial type of the crank mechanism (crankshaft).
Известен ближайший аналог/прототип заявленного изобретения, как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков. Данный аналог/прототип представляет собой классический шатун, состоящий из следующих элементов: стержня, поршневой и кривошипной головок, вкладышей головок и шатунных болтовThe closest analogue / prototype of the claimed invention is known as being closest to it in the aggregate of essential features. This analogue / prototype is a classic connecting rod, consisting of the following elements: rod, piston and crank heads, liners heads and connecting rod bolts
(Ваншейдт В.А. «Судовые двигатели внутреннего сгорания». Л., Судостроение 1977. - 392 стр.).(Vansheydt VA "Marine internal combustion engines." L., Shipbuilding 1977. - 392 p.).
Недостатком классического шатуна является то, что при дезаксиальном виде КШМ, в котором ось цилиндра не проходит через ось коленчатого вала, классический шатун может быть применен при незначительных величинах/степенях дезаксиальности КШМ, при которых преимущества дезаксиального вида КШМ также незначительны и не ощутимы, или за счет увеличения длины классического шатуна при значительных величинах/степенях дезаксиальности КШМ, что приведет к увеличению как размеров КШМ в частности, так и всего устройства, куда он входит, в целом.The drawback of the classic connecting rod is that with a deaxial type of crankshaft, in which the cylinder axis does not pass through the axis of the crankshaft, a classic connecting rod can be used with insignificant values / degrees of deaxiality of the crankshaft, in which the advantages of the deaxial type of crankshaft are also insignificant and not noticeable, or for due to the increase in the length of the classic connecting rod with significant values / degrees of de-axiality of the crankshaft, which will lead to an increase in the size of the crankshaft in particular, and the entire device where it enters, in general.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является возможность использовать преимущества дезаксиального вида КШМ без увеличения размеров как самого КШМ, так и всего устройства в целом, куда этот дезаксиальный КШМ с дезаксиальным шатуном входит, при любых величинах/степенях дезаксиальности КШМ.The problem to which the invention is directed, is the ability to take advantage of the deaxial type of CABG without increasing the size of both the CABM itself, and the entire device, where this deaxial CABM with a deaxial connecting rod is included, for any values / degrees of deaxiality of the CABG.
Техническим результатом изобретения является уменьшение нормальной составляющей от избыточного давления газов на поршень и передаваемой поршнем на цилиндр при рабочем ходе поршня, с одновременным увеличением полезной тангенциальной составляющей, создающей крутящий момент на коленчатом валу, увеличение срока службы деталей цилиндро-поршневой группы КШМ и всего устройства в целом, куда этот дезаксиальный КШМ с дезаксиальным шатуном входит, а также увеличение КПД дезаксиального КШМ с дезаксиальным шатуном, так и всего устройства в целом, куда этот КШМ входит.The technical result of the invention is to reduce the normal component from the excess gas pressure on the piston and transmitted by the piston to the cylinder during the working stroke of the piston, while increasing the useful tangential component that creates torque on the crankshaft, increasing the service life of the parts of the cylinder-piston group KShM and the whole device On the whole, where does this deaxial CABG with deaxial connecting rod come in, as well as the increase in efficiency of the deaxial CABG with deaxial connecting rod, and the whole device m, which includes the crank.
Упомянутая задача решается тем, что в дезаксиальном шатуне ось стержня не совпадает с осью, проходящей через оси головок дезаксиального шатуна. Смещение, изгиб оси стержня дезаксиального шатуна проходит в плоскости симметрии, перпендикулярной осям головок шатуна, а величина/степень смещения, изгиба оси стержня дезаксиального шатуна зависит от величины/степени дезаксиальности КШМ.The mentioned problem is solved by the fact that in the deaxial connecting rod the axis of the rod does not coincide with the axis passing through the axis of the heads of the deaxial connecting rod. The displacement, bending of the axis of the rod of the deaxial connecting rod passes in the plane of symmetry perpendicular to the axes of the heads of the connecting rod, and the magnitude / degree of displacement, bending of the axis of the rod of the deaxial connecting rod depends on the size / degree of deaxiality of the crankshaft.
Получение технического результата изобретения ожидается за счет уменьшения диапазона углов отклонения оси дезаксиального шатуна, проходящего через оси головок шатуна в плоскости его симметрии от оси цилиндра во время рабочего хода, что позволяет при пиковых значениях усилий на поршень во время рабочего хода поршня уменьшить нормальную составляющую от усилий, передаваемых поршнем на цилиндр, равную произведению избыточного давления газов на поршень на тангенс угла, диапазон которых уменьшен, с одновременным увеличением полезной тангенциальной составляющей, создающей крутящий момент на коленчатом валу. Кроме того, уменьшение нормальной составляющей от избыточного давления газов на поршень и передаваемой поршнем на цилиндр приведет к увеличению срока службы как цилиндра, поршня, поршневых колец, так, соответственно, и дезаксиального КШМ с дезаксиальным шатуном, и всего устройства в целом, куда этот КШМ входит. А увеличение полезной тангенциальной составляющей, создающей крутящий момент на коленчатом валу, приведет к увеличению КПД как дезаксиального КШМ с дезаксиальным шатуном, так и всего устройства в целом, куда этот КШМ входит.Obtaining the technical result of the invention is expected by reducing the range of angles of deviation of the axis of the deaxial connecting rod passing through the axis of the connecting rod heads in the plane of its symmetry from the cylinder axis during the stroke, which makes it possible to reduce the normal component of the forces at peak piston forces during the piston stroke transmitted by the piston to the cylinder, equal to the product of the excess gas pressure on the piston by the tangent of the angle, the range of which is reduced, with a simultaneous increase in the useful tang ntsialnoy component that creates a torque on the crankshaft. In addition, a decrease in the normal component of the excess gas pressure on the piston and transmitted by the piston to the cylinder will lead to an increase in the service life of both the cylinder, piston, piston rings, and, accordingly, of the deaxial crankshaft with a deaxial connecting rod, and the entire device as a whole, where this crankshaft included. And an increase in the useful tangential component that creates torque on the crankshaft will lead to an increase in the efficiency of both the deaxial crankshaft with the deaxial connecting rod, and the entire device as a whole, where this crankshaft is included.
На фиг.1 представлен дезаксиальный шатун.Figure 1 presents the deaxial connecting rod.
Дезаксиальный шатун состоит из следующих элементов: поршневой 1 и кривошипной 2 головок, вкладышей головок 3, шатунных болтов 4, а также стержня дезаксиального вида 5, у которого ось 6 стержня 5 смещена, изогнута относительно оси 7, проходящей через оси головок 1 и 2 дезаксиального шатуна, в плоскости симметрии, перпендикулярной осям головок 1 и 2 дезаксиального шатуна, причем величина/степень смещения, изгиба оси 6 стержня 5 дезаксиального шатуна зависит от величины/степени дезаксиальности КШМ. В теле дезаксиального шатуна возможны отверстия, каналы, трубки для смазки.The deaxial connecting rod consists of the following elements: piston 1 and crank 2 heads, liners of the heads 3, connecting rod bolts 4, and a rod of a deaxial type 5, in which the axis 6 of the rod 5 is offset, bent relative to the axis 7 passing through the axis of the heads 1 and 2 of the deaxial connecting rod, in a plane of symmetry perpendicular to the axes of the heads 1 and 2 of the deaxial connecting rod, and the magnitude / degree of displacement, bending of the axis 6 of the rod 5 of the deaxial connecting rod depends on the size / degree of deaxiality of the crankshaft. In the body of a deaxial connecting rod, holes, channels, tubes for lubrication are possible.
Дезаксиальный шатун работает следующим образом. В моменты поворота коленчатого вала фиг.2 и 3, при которых ось, проходящая через оси головок дезаксиального шатуна, касательна окружности, описанной осью кривошипной головки, шатун 1 наиболее близко подходит к цилиндру 2, но благодаря своему дезаксиальному виду, сохраняет безопасное пространство между телом дезаксиального шатуна 1 и цилиндром 2.Deaxial connecting rod works as follows. At the moments of rotation of the crankshaft of FIGS. 2 and 3, in which the axis passing through the axis of the heads of the deaxial connecting rod is tangent to the circle described by the axis of the crank head, the connecting rod 1 most closely approaches the cylinder 2, but due to its deaxial appearance, it maintains a safe space between the body deaxial connecting rod 1 and cylinder 2.
