Двигун внутрішнього згоряння

1. Двигун внутрішнього згоряння, що містить блок циліндрів, циліндропоршневу групу, колінчастий вал, коробку приводу допоміжних агрегатів двигуна, вхідний вал якої одним кінцем зв'язаний з колінвалом, у внутрішній порожнині вхідного вала встановлена еластична муфта, кінематично зв'язана з паралельно встановленими веденими валами, кожний з яких зв'язаний з перпендикулярно встановленими попарно валами, що зв'язані з допоміжними агрегатами двигуна, виконаними у вигляді гасителів крутильних коливань, який відрізняється тим, що вхідний вал коробки приводу допоміжних агрегатів виконаний у вигляді пружного багатоланкового елемента змінної жорсткості зі зв'язаних МІЖ собою конусноциліндричних втулок, причому в циліндричній втулці в одній площині виконані зовнішні і внутрішні зуби, у внутрішній порожнині розміщена шестірня, що зв'язана кінематично з внутрішніми зубами та встановлена на підшипниках, розташованих на зовнішній поверхні порожнистого кронштейна, жорстко зв'язаного з корпусом коробки приводу агрегатів, при цьому зазначена шестірня жорстко з'єднана з прифланцьованим валом, розташованим усередині кронштейна. 2. Двигун за п. 1, який відрізняється тим, що в конусному елементі вхідного вала коробки приводу агрегатів виконані внутрішні конус і шліці із встановленим у них валом забору потужності, виконаним з опорним буртом і закріпленим розрізними конусами і дубльованими гайками. Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до двигунобудування І може бути використана при створенні двигунів внутрішнього згоряння(ДВЗ) з жорсткими обмеженнями за габаритами і вагою ДВЗ, що встановлюється в об'єкт із жорсткими обмеженнями за габаритами та вагою (наприклад, тепловоз), зв'язаний з обох КІНЦІВ колінчастого вала з цілою низкою агрегатів силової установки (наприклад, пдропередача на привод коліс тепловоза, електрогенератор, компресор гальмової системи транспортного засобу, вентилятор охолодження радіаторів і т.д), для привода яких встановлюються редуктори, гідромуфти і т.п. - і це все треба розташувати у визначеному обмеженому просторі силової1 установки. Таким чином, вилучити якийсь з редукторів силової установки завдяки удосконаленню конструкції дизеля, а якщо конкретніше, коробки привода допоміжних агрегатів, знайти невикористаний, проміжний вал і зробити пристрій на його базі для привода якогось з агрегатів силової установки, без збільшення габариту, відмовившись при цьому від редуктора, це конкретний крок у зменшенні габариту, ваги і як наслідок - вартості силової установки. Найбільшу актуальність має вирішення наведеної вище проблеми для транспортної силової установки, де габарит і вагу кожного допоміжного агрегату бажано мати мінімальними, а ще краще, виконати конструкцію так, щоб можна було б відмовитися від агрегату, наприклад, редуктора привода компресора гальмової системи тепловоза ДВЗ виконується, як правило, з коробкою привода допоміжних агрегатів (водяних і масляних насосів, регулятора, паливно') помпи і т.п.). Вхідний вал коробки привода агрегатів з одного кінця зв'язаний з колінчастим валом двигуна, з другого кінця кінематично з низкою валів, що приводять ДОПОМІЖНІ агрегати двигуна. Така конструктивна схема широко використовується у світовій практиці {див. книгу CD З 1629 «Тепловозний дизель Д70» «Транспорт», М., групу, колінчастий вал та коробку привода 1966р. crop.12, мал.8, crop.19, мал.23). Дизель агрегатів. У зазначеному пристрої від колінчастого містить в собі блок циліндрів, циліндропоршневу вала двигуна за допомогою ряду кінематично групу, колінчастий вал та коробку привода зв'язаних валів приводяться ДОПОМІЖНІ агрегати агрегатів. Колінчастий вал двигуна зв'язаний із двигуна (див. «Тепловози типу ТЕ10М» М, вхідним валом коробки привода агрегатів двигуна «Транспорт», 1985р. мал.ЗЗ, crop.55): масляний (водяні, масляні насоси, регулятор) за допомогою насос, водяні насоси, регулятор і, з цього ж вала гнучкого елемента. Вхідний вал у свою чергу, з приводиться цілий ряд агрегатів силової одного боку зв'язаний через еластичну муфту з установки: вентилятор охолодження тягових перерахованими вище агрегатами двигуна, з електродвигунів, синхронний підзбуджувач, іншого боку - через редуктор (див «Тепловозний вентилятор охолодження радіаторів холодильної' дизель Д70» «Транспорт», М., 1966р. crop.57, камери - але кожний від свого редуктора (див. мал 70) з вентилятором холодильної камери. «Тепловози типу ТЕ10М» М, «Транспорт», 1985р. Наведена вище схема має наступні недоліки: мал.95, crop.105). - вхідний вал коробки привода агрегатів має ті ж оберти , що і колінчастий вал і виконує функції роздавального вала і не приводить жоден з допоміжних агрегатів; - вхідний вал коробки привода агрегатів на зовнішній поверхні має гнучкий елемент, що погашає крутильні коливання і вібрації допоміжних агрегатів двигуна, але цей же вхідний вал доцільно з'єднати з цілою низкою агрегатів силової' установки, для чого необхідна наявність свого гнучкого елемента, зі своєю характеристикою; - вхідний вал коробки привода агрегатів двигуна доцільно з'єднати з одним конкретним агрегатом силової установки, (частота обертання якого не збігається з частотою обертання вхідного вала коробки); у цьому випадку необхідне встановлення додаткового редуктора, що негативно відіб'ється на габариті і масі, тому, необхідна наявність пристрою, який би компенсував невідповідність частот обертання вхідного вала коробки й агрегату силової установки, але без збільшення габариту; - у разі потреби роздавання потужності від колінчастого вала в рівних частинах на генератор і на інший якийсь об'єкт через вхідний вал коробки привода допоміжних агрегатів двигуна, було б доцільно відповідне посилення вхідного вала і його ПІДШИПНИКІВ, що негативно відіб'ється на габариті і вазі двигуна. Відомо технічне рішення пат Франції №2041362 кл. F02B 77/00, 1971р. На цей же пристрій в Англії видали патент - аналог №1269016 кл. F02B 67/04, 1972р. Дизель містить в собі блок циліндрів, циліндропоршневу групу, колінчастий вал та коробку привода агрегатів. ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО технічного рішення вал двигуна з'єднано із вхідним валом коробки привода допоміжних агрегатів; в свою чергу вхідний вал кінематичне зв'язаний з цілою низкою валів, з кожного кінця якого приводяться агрегати двигуна. Наведене технічне рішення має один суттєвий недолік - вхідний вал коробки привода агрегатів двигуна виконує роль роздавального вала редуктора, але сам не приводить жоден з агрегатів двигуна. Для привода будь-якого агрегату від вхідного вала, необхідно установити додатковий редуктор, що призведе до збільшення габариту І ваги силової установки. Відомо технічне рішення, яке було надруковано в книзі «Тепловози типу ТЕ10М» М, «Транспорт», 1985р. crop 23 - 25, 55, 105. Дизель містить в собі блок циліндрів, циліндропоршневу Недолік цього технічного рішення полягає в тому, що для привода вентилятора охолодження тягових електродвигунів необов'язково встановлювати свій редуктор з його габаритом і вагою, а досить виконати на самому валу двигуна пристрій, що забезпечує необхідну частоту обертання для приводу зазначеного вентилятора. Найбільш близьким по технічній суті є винахід по а.с. СРСР №1137818- кл. F02B 67/04 від 30.11.1979р. «Двигун внутрішнього згоряння» «Не підлягає опублікуванню у відкритому друкові» - копія а.с.СРСР №1137818 - додається: додається «Протокол засідання експертної комісії виробничого об'єднання «Завод імені Малишева» про зняття грифа таємності». Двигун містить блок циліндрів, циліндропоршневу групу, колінчастий вал, коробку привода допоміжних агрегатів двигуна, вхідний вал якої з одного боку з'єднаний з колінчастим валом двигуна, з іншого боку, через еластичну шестірню - з рівнобіжними відомими валами, на кінцях яких установлені ДОПОМІЖНІ агрегати. Кожен ведений вал має гасителі крутильних коливань. До недоліків варто віднести: - вхідний вал коробки привода агрегатів не пристосований для привода будь-якого з агрегатів силової установки, - вхідний вал коробки привода агрегатів конструктивно не пристосований для роздавання потужності двигуна в рівних частках на обидва боки двитуна, - внутрішня порожнина входного вала коробки привода агрегатів не має гнучкого елемента на привод агрегату силової установки Таким чином, незважаючи на ВІДОМІСТЬ великої кількості винаходів по створенню раціональної коробки привода допоміжних агрегатів двигуна, поки не створена конструкція по використанню проміжного входного вала зазначеної коробки для привода агрегату, наприклад, компресора гальмової системи транспортної силової установки, частота обертання якої відмінна від частоти обертання входного вала коробки. В основу корисної моделі поставлена задача створення двигуна з коробкою привода допоміжних агрегатів, у якій вхідний вал. - пристосований для привода агрегату з частотою обертання, ВІДМІННОЮ ВІД частоти обертання цього вала; конструктивно пристосований для роздавання потужності двигуна у рівних частках на обидва боки, наприклад, привод двох генераторів, 1629 - конструктивно виконаний для встановлення гнучкого елемента в приводі допоміжного агрегату. Поставлена задача вирішується таким чином, що - вхідний вал коробки привода допоміжних агрегатів двигуна виконаний у вигляді пружного багатоланкового елемента змінної жорсткості зі зв'язаних між собою конусно-циліндричних втулок, причому в циліндричній втулці в одній площині виконані зовнішні і внутрішні зуби, у внутрішній порожнині розміщена шестірня, зв'язана кінематично з внутрішніми зубами та встановлена на підшипниках, розташованих на зовнішній поверхні порожнистого кронштейна, що жорстко зв'язаний з корпусом коробки привода агрегатів, при цьому зазначена шестірня жорстко з'єднана с прифланцьованим валом, розташованим усередині кронштейна, у конусному елементі входного вала коробки привода агрегатів виконані внутрішні конус і шлиці з встановленим у них валом відбору потужності, виконаним з опорним буртом і закріпленим розрізними конусами і дубльованими гайками. У ДВЗ, що заявляється, реалізовано: - вхідний вал коробки привода допоміжних агрегатів двигуна обладнаний пристроєм, що дозволяє забезпечити привод агрегату з частотою обертання, відмінною від частоти обертання колінвалу, але при цьому габарит двигуна не збільшується, - вхідний вал коробки привода агрегатів двигуна виконаний у вигляді пружного багатоланкового елемента змінної жорсткості; - вхідний вал коробки привода агрегатів двигуна має пристрій для рівного роздавання потужності на обидва торці двигуна; - спрощено конструкцію, тому що прибрано підшипники з відповідними втратами на тертя. Суть корисної моделі пояснюється малюнками (фіг.), де зображені: на фіг.1 подана принципова схема пропонованого двигуна; на фіг.2 зображено перетин А-А згідно фіг.1; на фіг.З зображено перетин В-В згідно фіг.2; на фіг 4 поданий варіант виконання входного вала з роздаванням потужності двигуна в рівних частках на обидва торці. Двигун містить блок циліндрів 1, циліндропоршневу групу (на кресленні не показана), колінчастий вал 2. На блоці 1 закріплена коробка привода агрегатів 3 двигуна, на якій установлені масляний насос 4, паливопідкачувальна помпа 5, водяні насоси 6, регулятор 7 (фіг. 1, 2). Коробка привода агрегатів З з'єднана з колінчастим валом 2 за допомогою пружного багатоланкового входного вала змінної жорсткості, утвореного зв'язаними між собою конічним 8 і циліндричним 9 елементами (втулками) (мал.З). На вільному кінці циліндричної втулки 9 виконані зовнішні 10 і внутрішні зуби 11. Вільним кінцем конічна втулка 8 жорстко зв'язана з колінчастим валом 2. У внутрішній порожнині входного вала 9 встановлена еластична муфта 12, що зв'язує колінчастий вал 2 з агрегатами 4, 5, 6, 7 коробки привода агрегатів 3 (фіг.2, 3). Циліндрична втулка 9 ЗОВНІШНІМИ зубами 10 кінематичне зв'язана із шестірнями 13 і 14 (фіг.1); шестірня 13 за допомогою шестірень 15 і 16 приводить масляний насос 4 і паливопідкачувальну помпу 5 (фіг.2); шестірня 14 за допомогою шестірень 17 і 18 приводить водяні насоси 6 І регулятор 7 (фіг.1, 2). У порожнині пружного елемента 8-9 встановлена шестірня 19 привода компресора гальмової' системи 20 транспортної машини, наприклад, тепловоза (фіг.1, 3). Шестірня 19 встановлена на підшипниках 21, розташованих на порожнистому кронштейні 22, жорстко зв'язаному з корпусом 23 коробки привода агрегатів 3. Із шестірнею 19 жорстко зв'язаний вал 24, розташований усередині кронштейна 22. На фіг 4 показано варіант конструктивного виконання в разі потреби роздавання потужності двигуна в рівних частках на обидва торці: -у порожнині втулки 8 виконані шлиці 25, за допомогою яких торсионний вал 26 зв'язаний з колінчастим валом 2 двигуна. Торсионний вал 26 виконаний із упорним буртом 27, за допомогою якого і болтів 28 кріпиться в порожнині втулки 8, а потім стопориться розрізними конусами 29 і гайками ЗО і 31. Працює двигун внутрішнього згоряння з механізмом трансформування частоти обертання колінчастого вала на частоту обертання агрегата силової установки, наприклад, компресора гальмової системи, відмінну від частоти обертання колінвалу. Колінчастий вал 2 за допомогою зв'язаних між собою пружних втулок 8 і 9 приводить: - допоміжні агрегати двигуна 4, 5, 6, 7 за допомогою зовнішніх зубів 10 через еластичну муфту 12, - допоміжний агрегат силової' установки, наприклад, компресор гальмової системи тепловоза 20, за допомогою внутрішніх зубів 11, еластичної ланки 9, шестірні 19 і вала 24. У разі потреби виконати роздавання потужності з колінчастого вала в рівних частках на обидва торці двигуна, потужність з колінчастого вала 2, через конічну втулку 8, ШЛІЦІ 25 і торсионний вал 26 передається агрегату, що приводиться. 1629 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. З Фіг. 4 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24