коленчатый вал
Классы МПК: | F16C3/06 коленчатые валы |
Автор(ы): | Зигельман Е.Б., Умаров А.С.-о., Корощенко И.Н. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество Холдинговая компания "Коломенский завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-05-07 публикация патента:
20.02.2003 |
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с девятикривошипным коленчатым валом, преимущественно в среднеоборотных и высокооборотных двигателях. Кривошипы коленчатого вала расположены в последовательности 1-8-5-2-9-3-4-6-7 с углами заклинки 44,5o; 40,7o; 35,7o; 45,4o; 34,3o; 44,9o; 35,9o; 45,2o; 33,4o. Технический результат - обеспечение наименьшего уровня низкочастотной вибрации двигателя. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Коленчатый вал, содержащий девятикривошипную схему с неравномерной заклинкой кривошипов, отличающийся тем, что кривошипы в нем расположены в последовательности 1-8-5-2-9-3-4-6-7 с углами заклинки 44,5o; 40,7o; 35,7o; 45,4o; 34,3o; 44,9o; 35,9o; 45,2o; 33,4o.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания с девятикривошипным коленчатым валом, преимущественно в среднеоборотных и высокооборотных двигателях. Известно, что коленчатые валы с нечетным количеством кривошипов при их равномерной заклинке, в том числе девятикривошипные, имеют моментную неуравновешенность, например коленчатый вал 18-ти цилиндрового V-образного дизеля 18 V 32Е фирм "Пилстик" ("Вяртсиля") с чередованием кривошипов 1-6-7-3-4-9-2-5-8 (см. Справочник "Дизели" под общей редакцией В.А. Даншейдта, Л., "Машиностроение", 1977, с. 118). Данная кривошипная схема не обеспечивает уравновешенность дизеля по моментам от сил инерции 1-ой и 2-ой гармоник. Относительные внешние неуравновешенные моменты от сил инерции 1-ой и 2-ой гармоники соответственно составляют: m1=0,922 и m2=1,131. Недостатком является необходимость использования уравновешивающих механизмов для обеспечения требуемого состояния вибрации дизеля. Внутренняя неуравновешенность дизеля от изгибающего остов момента является благополучной (относительная внутренняя неуравновешенность mc=0,77). В этом случае относительные внешние неуравновешенные силы 1-ой и 2-ой гармоник соответственно равны: P1=0 и Р2=0. Известен также коленчатый вал с кривошипной схемой, имеющий неравномерную заклинку кривошипов в последовательности 1-9-2-7-4-5-6-3-8 с углами между кривошипами 37o441; 41o081; 41o081; 37o441; 41o081; 41o081; 37o441;41o081; 41o081 (см. В.Ф. Сегаль "Динамические расчеты двигателей внутреннего сгорания", изд., "Машиностроение", Л., 1974). Недостатком является значительная внутренняя неуравновешенность дизеля, требующая установки противовесов ( относительная внутренняя неуравновешенность m0=4,15). Целью настоящего изобретения является полная оптимальная балансировка девятикривошипного коленчатого вала, обеспечивающая наименьшие уровень низкочастотной вибрации 1-ой и 2-ой гармоник и величину внутреннего неуравновешенного изгибающего момента путем расположения кривошипов в определенной последовательности и назначением конкретных углов их заклинки относительно друг друга. Поставленная цель достигается созданием коленчатого вала, кривошипы в нем расположены в последовательности 1-8-5-2-9-3-4-6-7 с углами заклинки 44,5o; 40,7o; 35,7o; 45,4o; 34,3o; 44,9o; 35,9o; 45,2o; 33,4o. Такое выполнение обеспечит наименьший уровень низкочастотной вибрации двигателя по 1-ой и 2-ой гармоникам за счет оптимального подбора параметров, определяющих неуравновешенность кривошипной схемы: по силам инерции 1 -го и 2-го порядков, по моментам от этих сил инерции, по внутреннему изгибающему моменту (связанному с деформацией остова двигателя). Эффективность сочетания выбранных расчетом параметров оценивается вибросостоянием двигателя, характеризуемого, например, известными в литературе критериями КАЦА, СТЕЧКИНА, КЛИМОВА и деформацией остова двигателя. На чертеже изображена схема заклинки девятикривошипного коленчатого вала. Неравномерность заклинки кривошипов, благодаря малому разводу кривошипов, относительно их равномерного расположения в пределах, не превышающих 7o, практически не сказывается на равномерности крутящего момента и имеет следующие параметры:
P1=0,00642, Р2=0,070, m1=0,0135, m2=0,076, mс=0,976. Таким образом, предлагаемый коленчатый вал с указанным расположением кривошипов обеспечивает наименьший уровень низкочастотной вибрации двигателя, позволяет исключить применение уравновешивающих механизмов и устройств, требующихся для снижения вибрации двигателя. В настоящее время в ОАО "Коломенский завод" разрабатывается двигатель внутреннего сгорания, в котором будет использовано предлагаемое изобретение.
Класс F16C3/06 коленчатые валы