Шатунно-поршневая группа двигателей внутреннего сгорания

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ пружинами, а поршень выполнен с центрально расположенным прямоугольным отливом,снабженным четырехгранным пазом, в котором с образованием щели жестко закреплен палец,выполненный с возможностью маятникового движения шатуна, в виде вставки сложного профиля с держателями для пружин и угловым пазом с основанием,совпадающим с внутренней продольной осью пальца, а верхняя головка шатуна снабжена столбиками для пружин и выполнена в форме клина, соответствующего угловому пазу пальца, а стягивающий элемент образован из пружин, закрепленных верхними концами на держателях, а нижними - на столбиках, а нижняя головка шатуна составлена из двух разъемных половин, скрепленных между собой по типу ласточкин хвост и зафиксированных болтами,причем на противоположных концах одной половины расположены паз, выполненный в виде остроугольного сегментного углубления и направляющая в виде остроугольного сегментного выступа, а на противоположных концах другой половины - соответствующие им направляющая и паз, а вкладыш образован из роликового подшипника, составленного из двух плоских полуколец,соединенных пружинящими площадками с возможностью их разгиба, причем каждое полукольцо снабжено щелями для установки креплений и отверстиями, в которых размещены ролики, снабженные хвостовыми выступами.(54) ШАТУННО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к рабочим органам двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в конструкциях двигателей для автомобилей всех типов. Техническим результатом изобретения является повышение экономичности,надежности,долговечности и мягкости работы. Это достигается тем, что в предлагаемой шатунно-поршневой группе для двигателей внутреннего сгорания, содержащей поршень, шатун с верхней и нижней головкой с вкладышем,стягивающий элемент,палец,согласно изобретению,она дополнительно снабжена 16201 Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к рабочим органам двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в конструкциях двигателей для автомобилей всех типов. Известна шатунно-поршневая группа (рабочий орган двигателя внутреннего сгорания), содержащая поршень, шатун с верхней закругленной головкой,контактирующий с дном поршня, центрирующие тяги и стягивающий элемент. Группа снабжена неподвижно закрепленным на шатуне сегментом,последний охвачен центрирующими тягами, одними концами закрепленными на поршне, другими на противоположных сторонах сегмента,выполненного радиусом , гдерасстояние между верхними точками верхней головки шатуна и сегмента,радиус закрепления верхней головки шатуна. Стягивающий элемент выполнен в виде расположенных вдоль шатуна гибких тяг,закрепленных одними концами на дне поршня,другим на шатуне. Группа снабжена расположенными вдоль шатуна на осях двуплечими рычагами с верхними концами, поджатыми с обеих сторон пружинами, а на нижних плечах рычагов закреплены гибкие тяги.(Пат.2057978, кл. 16 1/14, 1996). К недостаткам известной конструкции относится то, что она не обеспечивает достаточной надежности, долговечности, мягкости работы и экономичности, по причине того, что оставляет трение как недостаток традиционной конструкции,увеличивая его ввиду увеличения сегмента верхней головки шатуна и центрирующими тягами, а также создает возможность для недопустимого горизонтального движения шатуна. Увеличение трения приводит к излишнему нагреву данного узла,что снижает надежность и долговечность конструкции. Кроме того, известная конструкция сложна для производства ввиду многочисленности деталей на шатуне и поршне. Известна также шатунно-поршневая группа(рабочий орган двигателей внутреннего сгорания автомобилей Волга ВАЗ-2121, ВАЗ-08, ВАЗ-09,Москвич всех марок, грузовых автомобилей марки ЗИЛ, Урал, содержащая поршень, шатун с верхней головкой, и нижней головкой с жестко закрепленным вкладышем, стягивающий элемент,соединяющий поршень и шатун, образованный из пальца и стопорных колец, фиксирующих палец в поршне(Каталог запасных частей автомобиля ВАЗ-2121 и его модификаций ВАЗ 21211 и ВАЗ 21212. М. Машиностроение, 1988, с. 45). К недостаткам известной конструкции относится то, что она не обеспечивает достаточной надежности, долговечности, мягкости работы и экономичности, связанной с выполнением пальца и неподвижным соединением нижней головки шатуна, с вкладышем. Эти соединения клинят и приводят двигатель в полное нерабочее состояние при недостаточной подаче масла и его большому расходу. В свою очередь конструкция вкладышей приводит к большому износу шеек коленчатых 2 валов, что приводит к снижению сроков службы конструкции, снижению мягкости работы и экономичности. При эксплуатации двигателя в известной шатунно-поршневой группе появляется стук,возникает несоответствие гнезд, палец разбивает бобышки поршня, а неподвижное соединение вкладыша с нижней головкой шатуна, передающей движение коленчатому валу,приводит к проворачиванию и их полному износу, что ведет как в первом, так и во втором случае к ремонту двигателя. При работе дизельных и бензиновых ДВС эти рабочие органы являются самыми подверженными трению, что ведет к расходу больших объмов масла высокого качества. Задачей изобретения является создание шатуннопоршневой группы двигателей внутреннего сгорания, позволяющей повысить экономичность,надежность, долговечность и мягкость работы. Техническим результатом изобретения является повышение экономичности,надежности,долговечности и мягкости работы. Это достигается тем, что в предлагаемой шатунно-поршневой группе для двигателей внутреннего сгорания, содержащей поршень, шатун с верхней и нижней головкой с вкладышем,стягивающий элемент,палец,согласно изобретению,она дополнительно снабжена пружинами, а поршень выполнен с центрально расположенным прямоугольным отливом,снабженным четырехгранным пазом, в котором с образованием щели жестко закреплен палец,выполненный с возможностью маятникового движения шатуна, в виде вставки сложного профиля с держателями для пружин и угловым пазом с основанием,совпадающим с внутренней продольной осью пальца, а верхняя головка шатуна снабжена столбиками для пружин и выполнена в форме клина, соответствующего угловому пазу пальца, а стягивающий элемент образован из пружин, закрепленных верхними концами на держателях, а нижними - на столбиках, а нижняя головка шатуна составлена из двух разъемных половин, скрепленных между собой по типу ласточкин хвост и зафиксированных болтами,причем на противоположных концах одной половины расположены паз, выполненный в виде остроугольного сегментного углубления и направляющая в виде остроугольного сегментного выступа, а на противоположных концах другой половины - соответствующие им направляющая и паз, а вкладыш образован из роликового подшипника, составленного из двух плоских полуколец,соединенных пружинящими площадками с возможностью их разгиба, причем каждое полукольцо снабжено щелями для установки креплений и отверстиями, в которых размещены ролики, снабженные хвостовыми выступами. Технический результат обеспечивается выполнением конструкции пальца, нижней головки шатуна и вкладыша. 16201 Предлагаемая шатунно-поршневая группа двигателей внутреннего сгорания представлена на чертежах. На фиг. 1 представлен общий вид шатуннопоршневаой группы На фиг. 2 - поршень, вид сбоку На фиг. 3 - то же, вид прямо, продольный разрез На фиг. 4 - то же, вид сверху На фиг. 5 - палец, вид снизу На фиг. 6 - то же, вид прямо На фиг. 7 - поршень с отливом На фиг. 8 - шатун, вид сбоку На фиг. 9 - то же, вид прямо На фиг. 10 - то же, вид сверху На фиг. 11 - полукольца вкладыша, общий вид На фиг. 12 - то же, вид прямо на фиг. 13 - то же,вид сбоку На фиг. 14 - вкладыш, вид прямо На фиг. 15 - то же, вид сверху на фиг. 16 ролики. Предлагаемая шатунно-поршневая группа двигателей внутреннего сгорания представлена на чертежах. Предлагаемая шатунно-поршневая группа двигателей внутреннего сгорания содержит поршень 1, шатун 2 с верхней головкой 3 и нижней головкой 4 с вкладышем 5, стягивающий элемент 6. Поршень 1 выполнен из дюралюминия с центрально расположенным прямоугольным отливом, снабженным четырехгранным пазом 9, в котором с образованием щели 11 запрессован палец 10,выполненный из легированной стали,обеспечивающий маятниковое движение шатуна 2, в виде вставки сложного профиля с держателями 12 для пружин 7 и угловым пазом 13 с основанием 14,совпадающим с внутренней продольной осью пальца 10. Верхняя головка 3 шатуна 2 снабжена столбиками 15 для пружин 7 и выполнена в форме клина, соответствующего угловому пазу 13 пальца 10, а стягивающий элемент 6 образован из пружин 7, закрепленных верхними концами на держателях 12, а нижними- на столбиках 15, а нижняя головка 4 шатуна 2 составлена из двух разъемных половин 16 и 17, скрепленных между собой по типу ласточкин хвост и зафиксированных болтами 20, причем на противоположных концах одной половины 16 расположены паз 18, выполненный в виде остроугольного сегментного углубления и направляющая 19,выполненная в виде остроугольного сегментного выступа, а на противоположных концах другой половины 17 соответствующие им направляющая и паз, а вкладыш 21 образован из роликового подшипника,составленного из двух плоских полуколец 22,соединенных пружинящими площадками 23 с возможностью их разгиба, причем каждое полукольцо 22 снабжено щелями 24 для установки креплений (на чертеже не показаны) и отверстиями 25, в которых размещены ролики 26, снабженные хвостовыми выступами. Предлагаемая шатунно-поршневая группа двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом. При возвратно-поступательном движении поршня 1 шатун 2 совершает маятниковое движение в пазе 13 пальца 10. Пружины 7, входящие в состав стягивающего элемента 6, не дают оторваться шатуну 2 от поршня 1. Нижняя головка 4 шатуна 2, охватывая вращающийся на коленчатом валу вкладыш 21,преобразует поступательное движение шатуна 2 во вращательное движение коленчатого вала. Поршень 1 передает поступательное усилие сразу на шатун 2. Конструкция шатуна 2 в месте соединения - палец 10 поршня 1 - шатун 2 лишена трения. Шатун 2 в линии плотного контакта с поршнем 1, благодаря пружинам 7, является вместе с ними силовым маятником. Поступательное усилие поршня 1 и шатуна 2 преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через вкладыш 21, конструкция которого не требует активной смазки по месту установки на коленчатом валу. При несложной доработке ложа под коренные подшипники коленчатого вала предлагаемая шатунно-поршневая группа может быть использована в конструкциях любых двигателей внутреннего сгорания, значительно увеличивая их долговечность. При этом появляется возможность увеличения мощности двигателя, использования масел более низкого качества, упрощается изготовление коленчатых валов, ввиду ненужности масляных каналов в них для принудительной подачи масла к трущимся местам (смазка коренных подшипников, шатунных вкладышей, смазка отверстий в верхних головках шатунов для поршневых пальцев),снижаются шумовые показатели, упрощаются ремонтные работы, что позволяет увеличить экономичность и мягкость работы. Таким образом, предлагаемая шатунно-поршневая группа двигателей внутреннего сгорания позволяет повысить экономичность, надежность,долговечность и мягкость работы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Шатунно-поршневая группа для двигателей внутреннего сгорания, содержащая поршень, шатун с верхней и нижней головкой с вкладышем,стягивающий элемент, палец, отличающийся тем,что она дополнительно снабжена пружинами, а поршень выполнен с центрально расположенным прямоугольным отливом,снабженным четырхгранным пазом, в котором с образованием щели жестко закреплен палец, выполненный с возможностью обеспечения маятникового движения шатуна, в виде вставки сложного профиля с держателями для пружин и угловым пазом с основанием,совпадающим с внутренней продольной осью пальца, верхняя головка шатуна снабжена столбиками для пружин и выполнена в форме клина, соответствующего угловому пазу пальца, стягивающий элемент образован из пружин,закрепленных верхними концами на держателях, а 3 16201 нижними - на столбиках, нижняя головка шатуна составлена из двух разъемных половин,скрепленных между собой по типу ласточкин хвост и зафиксированных болтами, причем на противоположных концах одной половины расположены паз,выполненный в виде остроугольного сегментного углубления,и направляющая в виде остроугольного сегментного выступа, а на противоположных концах другой половины - соответствующие им направляющая и паз, а вкладыш образован из роликового подшипника, составленного из двух плоских полуколец,соединенных пружинящими площадками с возможностью их разгиба, причем каждое полукольцо снабжено щелями для установки креплений и отверстиями, в которых размещены ролики, снабженные хвостовыми выступами.