Patent RU-203414-U1 (RU)
Title: Планетарный кривошипно-шатунный механизм с зубчатыми колесами внутреннего зацепления
IPC: F16H37/00
Filed: 2021-01-30
Granted: 2021-04-05
Abstract: Полезная модель относится к машиностроению. Такой механизм может применяться в поршневых двигателях внутреннего сгорания, насосах и компрессорах.Известный широко распространенный кривошипно-шатунный механизм классического двигателя внутреннего сгорания по причине отсутствия плеча крутящего момента при нахождении поршня в верхней мертвой точке, которое плавно нарастает по ходу движения поршня в цикле расширения и достигает максимального значения в пределах 80° поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки, неспособен эффективно преобразовать высокое давление газов рабочего тела на поршень во вращательное движение коленчатого вала, а также имеющий недостаток в наличии бокового усилия поршня на стенки цилиндра, вызывающего дополнительные механические потери и износ.Планетарный кривошипно-шатунный механизм с зубчатыми колесами внутреннего зацепления фиг. 1 состоит из корончатого зубчатого колеса a4(Корона), сателлитового зубчатого колеса a2(Сателлит) с соотношением количества зубьев 3:1. Корона неподвижно соединена с корпусом двигателя соосно с центром A2вала двигателя. Сателлит находится в зацеплении с Короной, вращается вокруг неё на оси A11водила A2A11. Другая ось A2водила является валом двигателя. Шатун A6A7шарнирно соединен с сателлитом в точке A6и с поршнем в точке A7, который движется по оси цилиндра вдоль линии a6.Кинематические расчеты крутящих моментов на валу двигателя при воздействии на поршень одинаковой силы показывают, что предлагаемый механизм создает значительно большее значение (максимальное - 3,997 у.е.), чем другие конструкции рассматриваемых механизмов (максимальное - 2,6 у.е.). На 33,3% повышается скорость движения поршня от верхней до нижней мертвой точки, которое происходит за 120° оборота водила, против 180° - для классического двигателя. Шатун предлагаемой конструкции отклоняется на угол не более 2° в обе стороны от линии оси цилиндра, против порядка 17° классического двигателя внутреннего сгорания.Предлагаемая модель планетарного кривошипно-шатунного механизма с зубчатыми колесами решает техническую задачу повышения эффективности преобразования возвратно-поступательного движения поршня под воздействием давления газа во вращательное движение коленчатого вала за счет повышения крутящего момента на валу кривошипно-шатунного механизма, сокращения времени движения поршня от верхней до нижней мертвой точки в цикле расширения, что сокращает время нахождения в цилиндре рабочего тела с высокой температурой и снижает тепловые потери двигателя, уменьшается боковое усилие поршня на стенки цилиндра, что приводит к снижению механических потерь, повышению коэффициента полезного действия и моторесурса двигателя внутреннего сгорания.Применение предлагаемой конструкции не предполагает необходимости внесения изменений в другие элементы, агрегаты, системы двигателя внутреннего сгорания.Предлагаемая модель реализуется с помощью универсального оборудования и элементов, широко распространенных в промышленности (зубчатые колеса, валы, оси, подшипники), может быть использована при создании двигателя внутреннего сгорания, насоса или компрессора с повышенными показателями эффективности.