ШАТУН ПОРШНЕВОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области двигателестроения и направлена на снижение вибрации и шума двигателя путем совершенствования конструкции шатуна.
Известен шатун двигателя внутреннего сгорания [патент на изобретение РФ №2245463, кл. F16C 7/04,], содержащий два полустержня, один из которых связан с поршневой, а второй - с кривошипной головкой, и вибродемпфирующий элемент, закрепленный к свободным концам полустержней. Между головками шатуна в средней части стержня предусмотрен вибродемпфирующий элемент цилиндрическо-вильчатой формы.
Существенным недостатком известного шатуна является низкая эффективность по обеспечению снижения вибрации и шума двигателя.
Техническим результатом является усовершенствование известных шатунов двигателей внутреннего сгорания за счет снижения вибрации и шума двигателя.
Это достигается тем, что шатун поршневой машины, соединяющий поршневую и кривошипную головки, содержащий два полустержня, один из которых связан с поршневой, а второй - с кривошипной головкой, и вибродемпфирующий элемент, закрепленный к свободным концам полустержней, выполненный цилиндрическо-вильчатой формы, а ось цилиндра вибродемпфирующего элемента параллельна осям поршневой и кривошипной головок шатуна, согласно полезной модели, цилиндрическо-вильчатый вибродемпфирующий элемент выполнен с инерционным динамическим гасителем колебаний, выполненным в виде цилиндрического тела определенной массы с ограничениями продольных колебаний и помещенным свободно в цилиндре вибродемпфирующего элемента.
Динамический гаситель колебаний при плоском движении шатуна соударением о внутренние стенки вибродемпфирующего элемента создает реактивные силы инерции и моменты, стремящиеся вернуть шатун в исходное положение, благодаря чему происходит снижение виброактивности шатуна. Учитывая также вклад вибродемпфирующего элемента достигается существенный суммарный эффект.
Техническое решение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена конструктивная схема предложенного шатуна в сборе; на фиг.2 - вибродемпфирующий цилиндрическо-вильчатый элемент с инерционным динамическим гасителем; на фиг.3 - динамический гаситель с ограничителями продольных колебаний.
Шатун включает в себя поршневую 1 и кривошипную 2 головки, цилиндрическо-вильчатый элемент, например, из композитного материала, состоящий из трех частей 3, 4, 5 и крепежных средств 6. Вильчатые части 3 и 4 жестко связаны соответственно с головками 1 и 2 шатуна. Между вильчатыми частями 3 и 4 расположены цилиндр 5. Ось цилиндра 5 параллельна осям подшипников верхней (поршневой) 1 и нижней (кривошипной) 2 головок шатуна. В цилиндре 5 свободно размещен динамический гаситель колебаний 7, выполненный в виде цилиндрического тела определенной массы. Для обеспечения колебаний динамического гасителя только в плоскости движения шатуна предусмотрены ограничители 8, 9 (фиг.3).
При работе двигателя внутреннего сгорания в зависимости от угла отклонения шатуна от оси цилиндра и положения относительно верхней или нижней мертвой точки поршня, динамический гаситель колебаний 7 центробежной и поступательной силами инерции прижимается к соответствующим внутренним поверхностям цилиндрического элемента 5.
Возникающие при этом от динамического гасителя колебаний 7 реактивные силы инерции и моменты стремятся вернуть шатун в исходное положение, благодаря чему происходит снижение виброактивности шатуна. То есть, реактивные силы инерции и момент динамического гасителя колебаний 7 снижают как силы инерции поступательно движущихся масс, так и боковую или нормальную силу, действующую перпендикулярно на стенку цилиндра, а следовательно, и радиальную, тангенциальную, центробежную силы и силу, действующую по оси шатуна. Предложенное техническое решение обеспечивает также смазку и охлаждение цилиндра, коленчатого вала, что очень важно. Это происходит разбрызгиванием масла, которое накапливается внутри цилиндра 5.
Таким образом, использование предложенного шатуна позволяет повысить эффективность, надежность и долговечность двигателя внутреннего сгорания путем снижения вибрации деталей кривошипно-шатунного механизма, а также шумности.
Кроме того, предложенный шатун может быть использован в компрессорах, насосах и других машинах с кривошипно-шатунным механизмом.