двигатель внутреннего сгорания
Классы МПК: | F16F15/30 маховики F02B75/06 двигатели с устройствами для выравнивания крутящего момента |
Автор(ы): | Соколов Б.Н., Бобров В.П., Бутов В.И., Гордеев В.И., Егоров В.В., Чернова Л.В. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Челябинский тракторный завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-11-16 публикация патента:
20.06.2001 |
Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания содержит коленчатый вал, маховик и устройство отбора мощности, а также диск со ступицей и комплект пружин. Внутри маховика выполнена цилиндрическая расточка с периферийными выемками, внутри цилиндрической расточки размещен диск со ступицей, установленной на подшипники. В периферийных выемках и в совпадающих с выемками периферийных отверстиях диска размещены пружины. Устройство отбора мощности закреплено на ступице. Маховик состоит из корпуса, проставки и крышки, связанных между собою призонными штифтами и болтами. На коленчатом вале закреплен корпус маховика, цилиндрическая расточка и периферийные выемки выполнены в корпусе и в проставке. Торцевые поверхности периферийных выемок в маховике расположены под углом
друг к другу, причем величина
определяется из соотношения 0 <
<
o, где
o - угол между прямыми, проходящими через центры торцевых поверхностей периферийных выемок и ось коленчатого вала. Технический результат заключается в повышении надежности и улучшении эксплуатационных качеств двигателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
Формула изобретения
1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, маховик и устройство отбора мощности, отличающийся тем, что двигатель дополнительно содержит диск со ступицей и комплект пружин, причем внутри маховика выполнена цилиндрическая расточка с периферийными выемками, внутри цилиндрической расточки размещен диск со ступицей, установленной на подшипники, в периферийных выемках и в совпадающих с выемками периферийных отверстиях диска размещены пружины, а устройство отбора мощности закреплено на ступице. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что маховик состоит из корпуса, проставки и крышки, связанных между собою призонными штифтами и болтами, причем на коленчатом вале закреплен корпус маховика, а цилиндрическая расточка и периферийные выемки выполнены в корпусе и в проставке. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что торцевые поверхности периферийных выемок в маховике расположены под углом![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области двигателестроения и может найти применение в конструкции двигателей, предназначенных для работы в составе силовых передач (силовых установок). Известно, что поршневые двигатели внутреннего сгорания, вследствие цикличности газовых и инерционных нагрузок, являются одними из основных источников динамических нагрузок в силовых передачах ([1] Силовые передачи транспортных машин. Л. Машиностроение. 1982). Для уменьшения динамических нагрузок применяются, например, торсионные валы, соединяющие двигатель с трансмиссией ([2] а.с. N 1207823, B 60 K 17/04). Недостатком указанной конструкции являются большие осевые габариты, потребные для размещения торсиона, а также низкие демпферующие свойства торсиона. Указанный недостаток частично устранен в двигателе внутреннего сгорания ([3] Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С. Орлина. М. Машиностроение. 1984, стр. 219, рис. 171), который является наиболее близким аналогом заявленному двигателюСущественными признаками наиболее близкого аналога, общими с признаками заявленного устройства, являются коленчатый вал, маховик и устройство отбора мощности. Применение маховика на двигателе позволяет, как известно, существенно уменьшить неравномерность крутящего момента и снизить динамические нагрузки в силовой передаче. Однако частотные характеристики силовой передачи изменяются незначительно и не исключают возможность возникновения резонансных режимов в рабочем диапазоне частот вращения коленчатого вала, что сопровождается повышенными динамическими нагрузками и шумностью работы, а также поломками коленчатого вала и элементов передачи. Таким образом, рассматриваемая конструкция двигателя характеризуется недостаточной надежностью и низкими эксплуатационными качествами. Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение является повышение надежности и улучшение эксплуатационных качеств двигателя внутреннего сгорания, а также силовых установок с такими двигателями. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является:
- исключение резонансных режимов из всей зоны рабочих частот вращения коленчатого вала двигателя;
- снижение динамических нагрузок в коленчатом вале и элементах силовой передачи, в том числе и на неустановившихся режимах работы двигателя;
- обеспечение минимальных габаритов при размещении двигателя в силовой установке. Существенными признаками, характеризующими изобретение и отличающими его от наиболее близкого аналога во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются:
- диск со ступицей;
- комплект пружин;
- цилиндрическая расточка внутри маховика;
- периферийные выемки в маховике;
- размещение диска внутри цилиндрической расточки;
- установка ступицы на подшипники внутри цилиндрической расточки;
- размещение пружин в периферийных выемках и совпадающих с ними периферийных отверстиях диска;
- закрепление устройства отбора мощности на ступице. Существенными признаками изобретения, характеризующими его в частных случаях исполнения, являются:
- выполнение маховика, состоящим из корпуса, проставки и крышки;
- соединение перечисленных деталей в единый узел-маховик посредством призонных штифтов и болтов;
- закрепление на коленчатом вале корпуса маховика;
- выполнение периферийных выемок в корпусе и проставке;
- выполнение торцовых поверхностей периферийных выемок в маховике под углом
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
- выполнение угла
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
0 <
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
где:
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
- исключение резонансных режимов достигается размещением между собственно маховиком и устройством отбора мощности диска с комплектом пружин, что существенно изменяет частотные характеристики установки, в том числе, на величину, необходимую в каждом конкретном случае;
- исключение резонансных режимов работы исключает появление разрушающих динамических нагрузок. Кроме того, наличие пружин снимет нагрузки, возникающие на неустановившихся режимах работы;
- выполнение маховика составным и размещение диска внутри маховика обеспечивает минимальные габариты устройства;
- выполнение торцевых поверхностей выемок под указанным углом снимет нагрузки и увеличит надежность работы пружин, т.е. двигателя. Таким образом, указанные признаки повышают надежность и эксплуатационные качества двигателя внутреннего сгорания,
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя в области маховика; на фиг. 2 - вид на периферийные выемки при снятой крышке. Двигатель содержит коленчатый вал 1, маховик и устройство отбора мощности 2. На фиг. 1 изображен частный случай устройства отбора мощности в виде внутренних шлицев. Маховик состоит из корпуса 3, проставки 4 и крышки 5. Детали 3, 4 и 5 в указанной последовательности связаны между собой призонными штифтами 6 и болтами 7. Корпус 3 непосредственно связан с коленчатым валом 1, причем на фиг. 1 изображен частный случай крепления маховика - с натягом по цилиндрической поверхности. Внутри маховика выполнена цилиндрическая расточка 8. В случае выполнения маховика, состоящим из корпуса 3, проставки 4 и крышки 5 - цилиндрическая расточка 8 выполнена в корпусе 3 и в проставке 4. Внутри цилиндрической расточки 8 размещен диск 9, изготовленный в приведенном примере зацело со ступицей 10. Ступица 10 установлена внутри цилиндрической расточки 8 на подшипниках 11. На периферии цилиндрической расточки 8 в корпусе 3 и в проставке 4 выполнены равномерно расположенные по окружности выемки 12. Внутри выемок 12 и совпадающих с ними отверстиях 13 диска 9 установлены пружины 14. Выемки 12 по форме могут быть приближены к форме пружины, как это показано в верхней части фиг. 1. Маховик в сборе (корпус 3, проставка 4 и крышка 5) подвергается динамической балансировке. Возможно проведение балансировки и в сборе с диском 9, ступицей 10, подшипниками 11 и пружинами 14. Призонные штифты 6 необходимы для исключения разбалансировки при разборке узла. Съемная крышка 5 позволяет проводить обработку выемок 12 в обеих деталях 3 и 4 с одной установки. Такая обработка, в сочетании с симметричным расположением выемок 12 относительно диска 9, обеспечивает равномерное нагружение пружин 14, что повышает надежность и эксплуатационные качества двигателя. Кроме того, при снятой крышке 5 возможно проведение контроля установки пружин 14 в выемках 12. Для увеличения момента инерции маховика удобно увеличивать массу крышки 5 как детали, расположенной на максимальном диаметре. Выполнение угла взаимного расположения торцевых поверхностей 15 (фиг. 2) выемок 12 под углом
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
![двигатель внутреннего сгорания, патент № 2169301](/images/patents/302/2169061/934.gif)
Класс F02B75/06 двигатели с устройствами для выравнивания крутящего момента