Двигатель с возвратно-поступательным перемещением рабочего органа

 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в цилиндропоршневой группе двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет снизить фрикционные потери в паре поршень-цилиндр. При возвратно-поступательном перемещении поршня 2 в цилиндре 1 ролики 9 и 10 отжимаются друг от друга в осевом направлении упругим элементом 14 (в виде конических дисковьгх пружин или в виде цилиндрической пружины) и обеспечивают контакт качения поршня 2 с внутренней поверхностью 13 цилиндра 1. Ролики 9 и 10, размещенные в окнах 7 юбки 5 на оси 8 в плоскости качания шатуна, снижают фрикционные потери при тепловом расширении поршня и цилиндра и при действии бокового § усилия поршня, поглощая реактивную составляющую от цилиндра.на поршень. СО 5 з.п. ф-лы, 6 ил. ю ND СО со ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Р 02 Г 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTV

9

f5

7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583203/25-06 (22) 25.04.83 (31) 69860/82 (32) 12.05.82 (33) JP (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (7 1) Банда КИКО Ко., Лтд (JP) (72) Сидэеру Бандо (JP) (53) 621.43-242.3(088.8) (56) Патент Великобритании № 703403, кл. 122/1, 1954. (54) ДВИГАТЕЛЬ С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ РАБОЧЕГО ОРГАНА (57) Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в цилиндропоршневой группе двигателей внутреннего сгорания. Изоб„„SU„„1272999 А5 ретение позволяет снизить фрикционные потери в паре поршень-цилиндр. При возвратно-поступательном перемещении поршня 2 в цилиндре 1 ролики 9 и 10 отжимаются друг от друга в осевом направлении упругим элементом 14 (в виде конических дисковых пружин или в виде цилиндрической пружины) и обеспечивают контакт качения поршня 2 с внутренней поверхностью 13 цилиндра 1. Ролики 9 и 10, размещенные в окнах 7 юбки 5 на оси 8 в плоскости качания шатуна, снижают фрикционные потери при тепловом расширении поршня и цилиндра и при действии бокового усилия поршня, поглощая реактивную составляющую от цилиндра на поршень.

5 з.п. ф-лы, 6 ил.

17 72999

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения и может быть использовано в цилиндропоршневой группе двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — снижение фрикционных потерь.

На фиг.1 изображен двигатель, продольное сечение; на фиг.,2 — цилиндропоршневая группа двигателя, поперечное сечение; на фиг.3 — поршень, вид сбоку; на фиг.4 — узел на фиг.2; на фиг.5 — узел I на фиг.2, где упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины; на фиг,.б — узел на фиг.2, где упругий элемент выполлен в виде набора конических пружин, а подшипник, аксиально подвижным.

Двигатель содержит цилиндр 1., пор-. шень 2, сочлененный с шатуном 3 при помощи поршневого пальца 4. 10бка 5 поршня 2 в плоскости б качания натуна 3 снабжена отверстиями 7„ в каждом из которых на оси 8 размещены ролики

9 и 10 с возможностью перемещения на оси 8 и контактом со стенкой цилиндра 1. Каждый ролик 9 или 10 снабжен

> подшипником качения с внутренним 11 и внешним 12 кольцами. Каждое внутреннее 11 кольцо закреплено на оси 8, а каждое внешнее 12 кольцо имеет профиль поперечного сечения, соответствующий внутренней поверхности l3 ци-. линдра 1. Между двумя роликами 9 и

10 размещен упругий элемент 14. Кольцо 15 .крепится на оси 8 между двумя внутренними 1 1 кольцами, а упругий .элемент 14 выполненный в виде конических дисковых пружин 1б, вращается вместе с внешним 12 кольцом вокруг кольца 15. Радиальное смещение конических дисковых пружин 16 может быть надежно предотвращено кольцом 15.

Каждая из осей 8 крепится в боковых отверстиях 17 в юбке 5 в положении, соответствующем каждому отверстию 7.

Ролики 9 и 10 расположены так,, что их наружная поверхность 18, т.е. наружная поверхность внешнего 12 кольца, слегка выступает по радиусу за наружную поверхность 19 юбки " и находится в контакте качения с внут-" ренней поверхностью 13 цилиндра 1.

Поршень 2 изготовлен из алюминиевого сплава или легкого металла подобного алюминию, а цилиндр 1 изготовлен из чугуна. Внутренняя поверхность 13 цилиндра 1 хромирована.

Упругий элемент 14 может быть вы— попнен в виде спиральной пружины 20 или состоять из двух конических дисковых пружин 21. Лля последнего ва5 рианта две конические пружины 21 расположены одна против другой и упираются во внешниз 12 кольца, разпвигая в осевом направлении. Кроме того, вместо кольца 15 между внутренними 11 кольцами могут Сыть образованы уступы 22 на противоположных сторонах 23 внешних 12 колец, в которые упираются концы 24 пружин 21, чтобы предотвратить относительное переме15 щение между приужинами 21 и внешними

12 кольцами.

Кроме того, внутренние 11 кольца могут быть заменены одним трубчатым элементом. расположенным на оси 8, 26 а отверстий 7 может быть более двух на этой с-ороне юбки 5 и располагать— ся они будут идол;= осей поршня 2.

Hpè работе дви, а. еля при возвратнопоступательнсм перемещении поршня

25 каждое внешнее 12 кольцо упруго смещается посредством упругого элемента

14 и упирается о внутреннюю поверхность 13 и тем самым обеспечивается

- пругий контакт качения с внутренней поверхностью 13 цилиндра 1, Смазочное масло подается к наружной поверхности на головку и юбку поршня 2, к роликам 9 и 10 и к внутренней поверхности 13 цилиндра 1 так, ":то масляная пленка образуется между внутренней поверхностью 13 цилиндра и наружной поверхностью поршня 2, между поверхностью 18 роликов 9 и

10 и поверхностью 13.

4О

Во время цакжения поршня 2 в цилиндре 1 реактивная сила F направлена от цилиндра 1 на ролик (фиг.4) как реакция бокового усипия поршня 2.

Сила Р может быть разложена на сосг 5

i.ë",Hëÿâùóþ R по оси 8 и составляющую Р направлении, -epee дикулярном оси

8. Осевая составляющая R сжимает пружины 21. Полагая, что угол / образован между тангенциальной линией 25 относительно силы pe<>êL,èè Р на поверхность 18 кольца 12 и прямой линии

25., параллельной оси 8, аналогичный угол образован между реакционной силой Г и составляющей Р,. и осевая составляющая R .може-. быть cïðåäåëåíà

R =P а1п

Если диаметр цилиндра достаточно большой„ угол g мал и coeтавляющая К мно3 1272 го меньше силы F, так что сила сжатия, приложенная к пружинам 21, очень мала. Соответственно не требуется делать смещающую силу или упругость конических пружин 21 столь большими, а также сила реакции F может быть поглощена пружинами 21. Если зазор между наружной поверхностью поршня 2 и внутренней поверхностью 13 цилиндра

1 уменьшается из-за теплового расши- 10 рения поршня 2 и цилиндра 1, внешние кольца 12 перемещаются вдоль оси 8 против упругости и смещающей силы пружин 21, внешние кольца 12 могут удерживаться в контакте качения с !5 внутренней поверхностью 13 цилиндра 1.

Кроме того, ролики 9 и 10 предотвращают удар на внутреннюю поверхность 13 цилиндра 1, предотвращая ее от зазоров.

Формула из обретения

1. Двигатель с возвратно-посту- д пательным перемещением рабочего органа, содержащий цилиндр, поршень с юбкой, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения и сочлененный с коленчатым валом при помощи шатуна, причем юбка поршня в плоскости качания шатуна снабжена по меньшей мере двумя отверстиями, выполненными на ее противоположных сторонах, и роликами, снабженными подшипниками качения с

999 внешним и внутренним кольцами и размещенными в каждом из отверстий юбки на осях с возможностью контакта с гильзой цилиндра, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения Ърикционных потерь, в каждом из отверстий юбки размещено по меньшей мере два ролика, установленных с возможностью осевого перемешения вдоль оси, а поршень дополнительно содержит упругий элемент, расположенный между роликами с возможностью их отжатия в осевом направлении.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что подшипник качения выполнен игольчатым.

3. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что подшипник качения выполнен роликовым.

4. Двигатель по пп.1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что упругий элемент выполнен в виде набора конических дисковых пружин.

5. Двигатель по пп.1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что упругий элемент выполнен в виде спиральной пружины.

6. Двигатель по пп.1-4, о т л и ч а ю шийся тем, что внешние кольца подшипников качения выполнены аксиально подвижными вдоль оси ролика, причем профиль их поперечного сечения соответствует поверхности цилиндра, а упругий элемент размещен с возможностью контакта с внешними кольцами подшипников качения.

9 12

1272999

Л IZ

Cruaa

Составитель B,Ëîáàíîâ

Редактор С.Патрушева Техред H.Попович Корректор И.Муска

Заказ 6354/59

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул„Проектная, 4