Способ повышения эффективности работы кривошипно-шатунного механизма и его устройство

Номер патента: 15906

Опубликовано: 30.12.2011

Автор: Мишута Дмитрий Викторович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ повышения эффективности работы кривошипно-шатунного механизма, заключающийся в том, что увеличивают момент инерции его ведомого звена с помощью раскрутки ведомого диска корректирующего устройства, которое обеспечивает дополнительное увеличение момента инерции ведомого диска в момент прохождения ведущим звеном кривошипно-шатунного механизма своих "мертвых точек", при этом обеспечивают обратную связь корректирующего устройства с ведомым звеном и за счет нее регулируют величину упомянутого дополнительного увеличения момента инерции ведомого диска корректирующего устройства путем изменения силы сцепления маховика с магнитной жидкостью при помощи изменения вязкости магнитной жидкости, расположенной внутри замкнутой полости ведомого диска корректирующего устройства, отличающийся тем, что обратную связь корректирующего устройства с ведомым звеном обеспечивают путем измерения частоты вращения выходного звена и формирования электрического сигнала, пропорционального этому измерению, который подают в управляющую систему, изменяющую в зависимости от величины этого сигнала вязкость магнитной жидкости.

2. Кривошипно-шатунный механизм, содержащий установленный в корпусе шатун, связанный с ведущим звеном возвратно-поступательного движения и с ведомым звеном вращательного движения, выполненным в виде коленчатого вала, при этом ведомое звено вращательного движения снабжено корректирующим механизмом, содержащим ведомый диск, установленный на коленчатом валу и выполненный из двух частей - в виде установленного жестко на коленчатом валу картера с замкнутой герметичной полостью и в виде маховика, установленного на коленчатом валу соосно картеру на подшипнике внутри замкнутой полости картера, причем замкнутая полость картера в пространстве между ним и маховиком заполнена электровязкой жидкостью, связанной электрически с устройством, формирующим электрический сигнал, и системой управления величиной вязкости жидкости, при этом устройство, формирующее электрический сигнал, соединено электрически через скользящие контакты с картером и посредством коленчатого вала с маховиком, отличающийся тем, что устройство, формирующее электрический сигнал, выполнено с возможностью изменения величины напряжения, подводимого к электровязкой жидкости, пропорционально числу оборотов коленчатого вала ведомого звена.

3. Механизм по п.2, отличающийся тем, что через скользящие контакты маховик подключен к отрицательной, а картер к положительной клеммам устройства, формирующего электрический сигнал.

4. Механизм по п.2, отличающийся тем, что герметичность замкнутой полости картера обеспечена за счет того, что он закреплен на коленчатом валу ведомого звена через изолирующие прокладки.

5. Механизм по п.2, отличающийся тем, что масса маховика в 3-5 раз превышает массу картера.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КРИВОШИПНОШАТУННОГО МЕХАНИЗМА И ЕГО УСТРОЙСТВО Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность и надежность работы кривошипно-шатунного механизма путем упрощения кинематических связей в нем и путем обеспечения автоматического увеличения момента инерции его вращающегося ведомого звена при прохождении поступательно-перемещающимся ведущим звеном "мертвых" точек. Обеспечивается обратная связь корректирующего устройства с ведомым звеном и за счет этого регулируют величину упомянутого дополнительного увеличения момента инерции маховика при помощи изменения силы сцепления маховика с корректирующим устройством, используя при этом реологические свойства электровязкой жидкости. Кривошипно-шатунный механизм содержит шатун 2, один конец которого связан с ведущим звеном 4 поступательного перемещения, а второй - с кривошипом 6 ведомого звена вращательного движения, а также корректирующий механизм вращения этого звена. Корректирующий механизм вращения ведомого звена расположен без контакта с шатуном и выполнен в виде закрепленного жестко на валу 7 картера 10, внутри которого расположен маховик 11, закрепленный через подшипник 12 на валу 7. Картер 10 заполнен электровязкой жидкостью 13, а вал расположен в контакте с датчиком 14, соединенным с системой 15 подачи электрического сигнала, которая через картер и вал электрически связана с электровязкой жидкостью. Масса маховика может в 3-5 раз превышать массу картера, который может быть закреплен на валу через изолирующие прокладки. Система подачи электрического сигнала может быть электрически связана с картером и валом через скользящие контакты. Причем скользящий контакт вала подключен к отрицательной клемме, а скользящий контакт картера - к положительной клемме системы подачи электрического сигнала. 015906 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах кривошипношатунных механизмов, применяемых в приводах различных машин и механизмов для повышения их коэффициента полезного действия (КПД). Известен способ повышения эффективности работы кривошипно-шатунного механизма, заключающийся в том, что увеличивают момент инерции его ведомого звена с помощью раскрутки ведомого диска [1]. Для такого способа известен кривошипно-шатунный механизм, содержащий шатун, один конец которого связан с ведущим звеном поступательного перемещения, а второй - с диском ведомого звена вращательного движения. Недостатком таких аналогов изобретения является низкий КПД кривошипно-шатунного механизма из-за падения развиваемых им усилий во время движений ведущего звена около так называемых "мертвых" точек, например, поршня двигателя внутреннего сгорания в крайнем верхнем и нижнем положениях своего возвратно-поступательного движения. Известен более эффективный способ повышения эффективности работы кривошипно-шатунного механизма, заключающийся в том, что увеличивают момент инерции его ведомого звена с помощью раскрутки ведомого диска, используя при этом корректирующее устройство - гибкую ленту, которая обеспечивает дополнительное увеличение момента инерции ведомого диска, в том числе и в момент прохождения ведущим звеном кривошипно-шатунного механизма своих "мертвых точек" [2]. В этом случае обеспечивается повышение КПД кривошипно-шатунного механизма, так как гибкая лента передает усилие по касательной к ведомому диску с существенным дополнительным приростом результирующей силы, зависящей от угла наклона шатуна в гораздо меньшей степени, чем у механизма-аналога [1]. Способ [2] выбран за прототип изобретения. Для его осуществления известно устройство кривошипно-шатунного механизма [2] с более высоким чем у аналога [1] КПД. Такое устройство, также выбранное за прототип. Оно содержит шатун, один конец которого связан с ведущим звеном поступательного перемещения, а второй - с диском ведомого звена вращательного движения через корректирующий его вращение ленточно-роликовый механизм. Корректирующий ленточно-роликовый механизм выполнен в виде ленты, охватывающей ведомый диск. Один конец ленты связан с шатуном, а второй - с этим диском через ролик, взаимодействующий с боковой поверхностью диска с возможностью перемещения вдоль оси последнего. При этом лента имеет возможность взаимодействия с двумя кулачками, закрепленными по разные стороны от диска. Так как упругая лента, охватывающая ведомый диск, во время движения шатуна передает усилие ведомому звену по касательной к диску, то он поворачивается под действием максимальной силы, не зависящей от угла наклона шатуна, чем достигается увеличение крутящего момента и обеспечивается более высокий КПД. Однако недостатками прототипа [2] являются: отсутствие возможности эффективно увеличивать полезную мощность кривошипно-шатунного механизма, управляя двумя факторами: увеличением частоты вращения и одновременно величиной вращающейся массы ведомого диска ведомого звена, т.е. его крутящего момента; нестабильность работы кривошипно-шатунного механизма, низкая надежность, повышенный износ,обусловленные колебаниями скорости вращения диска ведомого звена. Данные колебания скорости называются вынужденными, под ними понимают колебания, происходящие под действием внешних периодически изменяющихся сил. Эти колебания происходят с различными амплитудами и частотами и обусловлены источниками переменных сил и переменной скорости, воздействующих непосредственно на диск ведомого звена. Они возникают в основном при превращении поступательного движения поршня в его верхней и нижней точках этого движения ("мертвых" точках) во вращательное движение ведомого диска. Колебания скорости обусловлены переменной силой трения в подшипниках коленчатого вала, а также в подвижных узлах потребителей энергии вследствие шероховатости поверхности подшипников и непостоянством их смазки. Колебание скорости могут возникать из-за некачественного изготовления зубьев шестерен передаточных механизмов. Указанные недостатки прототипа [2] вызывают снижение эффективности кривошипно-шатунного механизма, увеличение расхода потребляемой энергии и, как следствие, ухудшение экологии. В указанном механизме не обеспечивается автоматическое регулирование момента инерции вращающего ведомого звена в процессе работы в зависимости от необходимой мощности потребителя энергии и запаса его прочности по мощности. Колебания скорости вращения диска ведомого звена, обусловленные источниками переменных сил и скорости, вызывают нестабильность работы механизма, уменьшение его надежности, увеличение износа и уменьшение срока службы. Задача изобретения в повышении эффективности и надежности работы кривошипно-шатунного механизма вследствии упрощения кинематических связей в нем и обеспечения автоматического увеличения момента инерции его вращающегося ведомого звена в процессе работы устройства в зависимости от необходимой мощности потребителя энергии и запаса его прочности по мощности для повышения эффективности и надежности устройства в работе, а также для увеличения срока его службы. Для предлагаемого способа задача решается тем, что способ повышения эффективности работы-1 015906 кривошипно-шатунного механизма, заключающийся в том, что увеличивают момент инерции его ведомого звена с помощью раскрутки ведомого диска корректирующего устройства, которое обеспечивает дополнительное увеличение момента инерции ведомого диска в момент прохождения ведущим звеном кривошипно-шатунного механизма своих "мертвых" точек, при этом обеспечивают обратную связь корректирующего устройства с ведомым звеном и за счет ее регулируют величину упомянутого дополнительного увеличения момента инерции ведомого диска корректирующего устройства путем изменения силы сцепления маховика с магнитной жидкостью при помощи изменения вязкости магнитной жидкости, расположенной внутри замкнутой полости ведомого диска корректирующего устройства, имеет отличительные признаки: обратную связь корректирующего устройства с ведомым звеном обеспечивают путем измерения частоты вращения выходного звена и формирования электрического сигнала, пропорционального этому измерению, который подают в управляющую систему, которая, в зависимости от величины этого сигнала изменяет вязкость магнитной жидкости. Для предлагаемого устройства задача решается тем, что кривошипно-шатунный механизм, содержащий установленный в корпусе шатун, связанный с ведущим звеном возвратно-поступательного движения и с ведомым звеном вращательного движения, выполненным в виде коленчатого вала, при этом ведомое звено вращательного движения снабжено корректирующим механизмом, содержащим ведомый диск, установленный на коленчатом валу и выполненный из двух частей - в виде установленного жестко на коленчатом валу картера с замкнутой герметичной полостью и в виде маховика, установленного на коленчатом валу соосно картеру на подшипнике внутри замкнутой полости картера, причем замкнутая полость картера в пространстве между ним и маховиком заполнена электровязкой жидкостью, связанной электрически с устройством, формирующим электрический сигнал, и системой управления величиной вязкости жидкости, при этом устройство, формирующее электрический сигнал, соединено электрически через скользящие контакты с картером и посредством коленчатого вала с маховиком, имеет отличительные признаки: устройство, формирующее электрический сигнал, выполнено с возможностью изменения величины напряжения, подводимого к электровязкой жидкости, пропорционально числу оборотов коленчатого вала ведомого звена. Введение обратной связи корректирующего устройства с ведомым звеном создает предпосылку для автоматического изменения момента инерции ведомого диска в зависимости от изменения внутренних и внешних факторов, влияющих на работу кривошипно-шатунного механизма и потребителя его энергии. Регулировка величины упомянутого дополнительного увеличения момента инерции ведомого звена при помощи изменения силы сцепления его ведомого диска с корректирующим устройством позволит создать более гибкое и существенное изменение прироста такого момента инерции за счет значительного увеличения полезной площади контакта ведомого диска с корректирующим устройством. Выполнение ведомого диска из двух частей направлено на появление элементов, создающих раздельные моменты инерции на валу ведомого звена. Жесткая установка на коленчатом валу картера с замкнутой полостью и установка на коленчатом валу маховика соосно картеру на подшипнике внутри замкнутой полости картера необходимы для того,чтобы обеспечить упомянутую раздельность моментов инерции. Образование корректирующего механизма ведомым диском позволит устранить прямой контакт такого механизма с шатуном, что направлено на устранение сложной и малонадежной, как у аналога [1],кинематической связи шатуна с кривошипом через ленту. Заполнение замкнутой полости картера электровязкой жидкостью позволит применить ее способность по изменению своей вязкости для того, чтобы быть своеобразной регулируемой муфтой сцепления между поверхностями картера и маховика. Электрическая связь электровязкой жидкости с системой управления величиной вязкости этой жидкости предназначена для обеспечения возможности надежного упомянутого сцепления и регулирования этого сцепления, а значит и для обеспечения возможности регулирования суммарного момента инерции выходного звена, от которого зависит выходная мощность кривошипно-шатунного механизма в текущем времени вращения коленчатого вала ведомого звена. Это также нужно и для автоматического регулирования момента инерции ведомого звена при его вращении. Совокупность описанных выше отличительных признаков полезной модели направлена на повышение эффективности работы кривошипно-шатунного механизма и на уменьшение влияния источника переменных сил и источника переменной скорости на его выходное звено. В результате должна повысится стабильность работы кривошипно-шатунного механизма, уменьшиться износ кинематических связей, увеличиться его надежность и срок службы. В таком исполнении кривошипно-шатунный механизм в качестве привода может быть приспособлен к различным видам потребителей для работы при различных частотах вращения и крутящих моментах. При этом обеспечивается равенство мощностей или крутящего момента (при заданных частотах вращения в установившемся режиме) между кривошипно-шатунным механизмом и потребителем его энергии, например приводами на автомобилях различного типа и назначения, железнодорожном транспорте, речном флоте, авиации, сельскохозяйственных машинах, строительно-дорожной технике, а также-2 015906 привода генераторов, компрессов, насосов, бурильных установок и т.д. Таким образом, кривошипношатунные механизмы, выполненные согласно изобретения найдут широкое использование в народном хозяйстве. Варианты осуществления предлагаемого способа: изменение силы сцепления ведомого диска с корректирующим устройством осуществляют при помощи изменения вязкости магнитной жидкости, расположенной в замкнутом объеме корректирующего устройства; обратную связь корректирующего устройства с ведомым звеном обеспечивают путем измерения величины вращения выходного звена. Вариантами выполнения предлагаемого устройства может быть исполнение кривошипношатунного с упомянутыми отличительными признаками с добавлением нижеследующих: замкнутая полость картера заполнена электровязкой жидкостью в пространстве между картером и маховиком. система управления величиной вязкости электровязкой жидкости может быть выполнена в виде устройства, формирующего электрический сигнал для управления напряжением, подводимым к электровязкой жидкости, пропорционально числу оборотов коленчатого вала ведомого звена; причем устройство, формирующее электрический сигнал, может быть соединено электрически с картером и коленчатым валом ведомого звена через скользящие контакты, причем маховик подключен к отрицательной, а картер к положительной клеммам этого устройства; замкнутая полость картера может быть выполнена герметичной; и такая герметичность может быть обеспечена за счет того, что картер закреплен на коленчатом валу ведомого звена через изолирующие прокладки; желательно, чтобы масса маховика в 3-5 раз превышала массу картера. Последний вариант выполнения изобретения, касающийся указанного соотношения масс основан на теории и практике работы инерционных механизмов, которые показывают, в нашем случае, что чем больше превышение массы маховика относительно картера, тем больше возможность увеличить момент инерции, т.е. повысить эффективность и увеличить степень защиты от источников переменных сил и скорости, а сам процесс затухания колебаний приблизить к апериодическому. Однако большое увеличение массы маховика приводит к увеличению габаритов, а малая масса картера - малому моменту инерции. Поэтому выбран упомянутый рациональный диапазон соотношения масс маховика и картера. Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой кривошипно-шатунного механизма. Кривошипно-шатунный механизм расположен в корпусе 1 потребителя его энергии, например двигателя внутреннего сгорания. Шатун 2 кривошипно-шатунного механизма одним из своих концов связан с ведущим звеном поступательного перемещения, например через палец 3, с поршнем 4. Вторым своим концом шатун 2 связан через подшипник скольжения 5 с кривошипом 6 ведомого звена вращательного движения, например,коленчатого вала 7, который посажен в подшипники 8 корпуса 1. Кривошипно-шатунный механизм включает в себя также корректирующий механизм вращения своего ведомого звена, который расположен без контакта с шатуном 1. Такой корректирующий механизм выполнен в виде закрепленного жестко на коленчатом валу 7 через изолирующие прокладки 9 картера 10 и маховика 11, расположенного внутри картера 10 и закрепленного через подшипник качения 12 на коленчатом валу 7, а также электровязкой жидкости 13 в картере 10, датчика 14 с роликом 15, управляющего блока 16 системы подачи электрического напряжения. Масса маховика 11 значительно больше массы картера 10. Например, для двигателей внутреннего сгорания автомобилей - в 3-5 раз. Применяемая электровязкая жидкость 13 - это реологическая среда с дисперсными системами двух или трех фаз в виде мелких твердых частиц - ферромагнетиков, распределенных в вязкой жидкости, которую также называют "магнитной". Вал ведомого звена снабжен датчиком 14, измеряющим, например, частоту вращения коленчатого вала 7 через ролик 15, контактирующий с этим валом. Датчик 14 электрически связан с управляющим блоком 16 системы подачи электрического напряжения от источника питания, например от генератора 17. На своем выходе управляющий блок имеет положительную и отрицательную клеммы 18, 19. К положительной клемме 18 подключен провод 20, который соединен со скользящим контактом 21,прижатым к токопроводящей части торцевой поверхности картера 10. К отрицательной клемме 19 подключен провод 22, который соединен со скользящим контактом 23, прижатым к токопроводящей части торцевой поверхности коленчатого вала 7. Таким образом, через эти скользящие контакты 21 и 23 и токопроводящие части маховика 10 и коленчатого вала 7 электровязкая жидкость 12 электрически связана через управляющий блок с генератором 17. Ход поршня 4 ограничен нижней "мертвой" точкой 24 и верхней "мертвой" точкой 25. Кривошипно-шатунный механизм работает следующим образом. Осуществляется воздействие на ведущее звено движущей силы, например, от высокого давления газов, образующихся при сгорании топлива. Они давят на поршень 4 и перемещают его вниз относительно корпуса 1 до нижней "мертвой" точки 24, после этого по инерции поршень устремляется вверх и доходит до верхней "мертвой" точки 25.-3 015906 Затем цикл такого рабочего хода поршня 4 повторяется. Поступательное движение поршня 4 во время рабочего хода через шатун 2 передается коленчатому валу 7, который, вращаясь, преобразует поступательное движение поршня 4 во вращательное движение ведомого звена потребителя, например колеса автомобиля. Каждому рабочему ходу предшествуют пассивные, подготовительные процессы. Например, для двигателя внутреннего сгорания это такты "всасывания", "выпуска" и т.п.). Они не приводят во вращение коленчатый вал 7, а осуществляются за счет созданного его крутящего момента. В процессе самого рабочего хода поршня 4 происходит уменьшение воздействия усилия на него около "мертвых" точек 24 и 25. Учитывая, что кривошипно-шатунный механизм должен осуществлять привод различных устройств, момент инерции коленчатого вала, а следовательно и его крутящий момент должен быть регулируемым и увеличенным. Изменение момента инерции коленчатого вала 4 измеряется датчиком 14 и осуществляется через управляющий блок 16 путем изменения, пропорционально текущей величине оборотов коленчатого вала 7, электрического напряжения, прикладываемого к электровязкой жидкости 13 через скользящие контакты 21, 23 и токопроводящие части картера 10 и маховика 11. Поэтому меняется вязкость и следовательно сила сцепления между картером 10 и маховиком 11 и тем самым, уменьшается или увеличивается общая вращающаяся масса этих элементов корректирующего механизма. В начальный момент, например при пуске кривошипно-шатунного механизма, начинает вращаться только картер 10. Поэтому момент инерции коленчатого вала 7 незначительный. Это облегчает запуск двигателя. При увеличении числа его оборотов увеличивается управляющее напряжение, подаваемое на магнитную жидкость 13 и увеличивается трение между картером 10 и маховиком 11, т.е. увеличивается общая вращающаяся масса кривошипно-шатунного механизма. В процессе его работы при значительной вязкости магнитной жидкости 13 достигается жесткое сцепление на коленчатом валу 4 маховика 11 с картером 10. Поэтому момент инерции кривошипно-шатунного механизма равен сумме моментов их инерции и коленчатого вала 7. Так как масса маховика значительно превышает массу картера, а момент инерции пропорционален массе, то за счет автоматического увеличения подаваемого напряжения на электровязкую жидкость 13 возможно значительное увеличение момента инерции ведомого звена. Полезная эффективная мощности (Ne) кривошипно-шатунного механизма, которую можно получить на коленчатом валу 7, зависит от крутящего момента (Me) и частоты вращения (n) коленчатого вала. Согласно известной формуле [3] Так как упомянутое увеличение вращающейся массы ведомого звена кривошипно-шатунного механизма повышает частоту вращения его коленчатого вала 7, то будет обеспечиваться увеличение эффективной мощности кривошипно-шатунного механизма и, в конечном итоге, потребителя его энергии. В предложенном устройстве в отличие от существующих [1, 2] регулировкой частоты вращения его коленчатого вала 7 с помощью изменения вязкости магнитной жидкости 13 можно более эффективно влиять на эффективность работы кривошипно-шатунного механизма и потребителя его энергии. Это происходит потому, что согласно вышеприведенной формуле в этом случае изменяется не только мощность, но и крутящий момент вследствие того, что величина приложенного управляющего напряжения к магнитной жидкости 13 пропорциональна частоте вращения коленчатого вала 7. Следовательно это автоматически вызывает увеличение вязкости магнитной жидкости 13 и автоматически вызывает повышение сцепления между картером 10 и маховиком 11 с последующим увеличением общей вращающейся массы кривошипно-шатунного механизма и крутящих моментов его коленчатого вала 7 и потребителя. Обеспечение необходимой мощности потребителя путем изменения числа оборотов и следовательно величины крутящего момента практически осуществляется с помощью известных устройств, например регулятора частоты вращения двигателя внутреннего сгорания (не показано). Такой регулятор управляет подачей горючей смеси или топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания с помощью,например, дроссельной заслонки во впускном трубопроводе (не показаны). Таким образом, регулятором частоты вращения устанавливается необходимая мощность кривошипно-шатунного механизма 7, используемого для привода различных потребителей. В процессе работы кривошипно-шатунного механизма известных устройств [1, 2] за счет непостоянства скорости вращения его ведомого звена, обусловленного источниками переменных сил и переменной скорости, ухудшается стабильность работы конечного потребителя энергии. В предложенном же устройстве трение, возникающее между картером 10 и маховиком 11, обусловлено наличием магнитной жидкости 13 и приложенным напряжением, определяющим величину вязкости этой жидкости. Это предотвращает изменение характера вращения картера 11 за счет постоянно вращающегося маховика 10 с большей массой, т.е. будет происходить демпфирование колебаний рабочих характеристик кривошипношатунного механизма, вызванных внутренними (износ, нагрев и др.) и внешними (изменение сопротив-4 015906 ления выходному звену со стороны потребителя энергии, климатические условия и т.д.) факторами. Чем больше момент инерции ведомого звена, тем больше он защищен от воздействия источника переменных сил и переменной скорости, т.е. увеличивается коэффициент защиты и механически импеданс, характеризующие стабильность работы кривошипно-шатунного механизма. При остановке кривошипно-шатунного механизма уменьшается число оборотов его коленчатого вала 7, напряжение на магнитной жидкости приближается к нулю. Следовательно массивный маховик 11 по инерции свободно вращается, незначительно сцепляясь с картером 10. В результате чего будут уменьшаться динамические нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и будет обеспечиваться плавность его остановки. В процессе работы предлагаемого устройства трение, возникающее между картером 10 и маховиком 11, обусловленное наличием магнитной жидкости 13, приводит к уменьшению энергии собственных колебаний кривошипно-шатунного механизма. Одновременно, с увеличением массы ведомого звена кривошипно-шатунного механизма, увеличивается крутящий момент его коленчатого вала 7. В результате уменьшается и мощность механических потерь, обусловленная пассивными подготовительными процессами. Это, в конечном итоге, уменьшает усилия на поршень 4 около "мертвых" точек 24, 25 его возвратно-поступательного движения. Такое уменьшение усилий на поршень 4 за счет увеличения крутящего момента коленчатого вала 7, определяемого плавно изменяющейся частотой его вращения при пуске, работе и остановке, увеличивает надежность и стабильность работы кривошипно-шатунного механизма и увеличивает срок его службы. При использовании предложенного устройства необходимая его мощность достигается при меньшем давлении на поршень 4 (по сравнению с существующими механизмами) за счет увеличения крутящего момента на коленчатом валу 7. Все это повышает эффективность и надежность работы кривошипно-шатунного механизма и потребителей его энергии. Для двигателей внутреннего или внешнего сгорания, для которых предназначен кривошипно-шатунный механизм, будет наблюдаться также уменьшение расхода топлива и улучшение их экологических показателей, что с учетом массовости применения таких двигателей на различных транспортных средствах позволит улучшить экологию в целом. Источники информации: 1. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике Т.П., М.: Наука, 1979, с. 449. 2. Авт. св. SU 1500976, МПК F16 Н 29/08, заявлено 22.02.82, опубликовано 23.08.83 (прототип). 3. Алексеев В.П., Иващенко Н.А., Ивин В.И. и др. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1980, с. 39. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ повышения эффективности работы кривошипно-шатунного механизма, заключающийся в том, что увеличивают момент инерции его ведомого звена с помощью раскрутки ведомого диска корректирующего устройства, которое обеспечивает дополнительное увеличение момента инерции ведомого диска в момент прохождения ведущим звеном кривошипно-шатунного механизма своих "мертвых точек", при этом обеспечивают обратную связь корректирующего устройства с ведомым звеном и за счет нее регулируют величину упомянутого дополнительного увеличения момента инерции ведомого диска корректирующего устройства путем изменения силы сцепления маховика с магнитной жидкостью при помощи изменения вязкости магнитной жидкости, расположенной внутри замкнутой полости ведомого диска корректирующего устройства, отличающийся тем, что обратную связь корректирующего устройства с ведомым звеном обеспечивают путем измерения частоты вращения выходного звена и формирования электрического сигнала, пропорционального этому измерению, который подают в управляющую систему, изменяющую в зависимости от величины этого сигнала вязкость магнитной жидкости. 2. Кривошипно-шатунный механизм, содержащий установленный в корпусе шатун, связанный с ведущим звеном возвратно-поступательного движения и с ведомым звеном вращательного движения, выполненным в виде коленчатого вала, при этом ведомое звено вращательного движения снабжено корректирующим механизмом, содержащим ведомый диск, установленный на коленчатом валу и выполненный из двух частей - в виде установленного жестко на коленчатом валу картера с замкнутой герметичной полостью и в виде маховика, установленного на коленчатом валу соосно картеру на подшипнике внутри замкнутой полости картера, причем замкнутая полость картера в пространстве между ним и маховиком заполнена электровязкой жидкостью, связанной электрически с устройством, формирующим электрический сигнал, и системой управления величиной вязкости жидкости, при этом устройство, формирующее электрический сигнал, соединено электрически через скользящие контакты с картером и посредством коленчатого вала с маховиком, отличающийся тем, что устройство, формирующее электрический сигнал,выполнено с возможностью изменения величины напряжения, подводимого к электровязкой жидкости,пропорционально числу оборотов коленчатого вала ведомого звена. 3. Механизм по п.2, отличающийся тем, что через скользящие контакты маховик подключен к от-5 015906 рицательной, а картер к положительной клеммам устройства, формирующего электрический сигнал. 4. Механизм по п.2, отличающийся тем, что герметичность замкнутой полости картера обеспечена за счет того, что он закреплен на коленчатом валу ведомого звена через изолирующие прокладки. 5. Механизм по п.2, отличающийся тем, что масса маховика в 3-5 раз превышает массу картера.

МПК / Метки

МПК: F16H 21/16, F02B 75/06

Метки: повышения, кривошипно-шатунного, работы, устройство, эффективности, механизма, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/7-15906-sposob-povysheniya-effektivnosti-raboty-krivoshipno-shatunnogo-mehanizma-i-ego-ustrojjstvo.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ повышения эффективности работы кривошипно-шатунного механизма и его устройство</a>

Похожие патенты