Sposób łożyskowania korbowodu w mechanizmach korbowodowych,
zamieniających ruch posuwisto-zwrotny na ruch obrotowy
Kategoria, numer i data zgłoszenia:
WYN: (21) 380147, (22) 10-07-2006
Przedmiot wynalazku. Przedmiotem wynalazku jest sposób łożyskowania korbowodu w mechanizmach korbowodowych, zamieniających ruch posuwisto-zwrotny na ruch obrotowy a mający szerokie zastosowanie zwłaszcza w silnikach spalinowych, jak również w wielu innych dziedzinach życia, wszędzie tam gdzie zachodzi potrzeba zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy i odwrotnie ruchu obrotowego na ruch posuwisto-zwrotny.
Stan techniki. Znany jest klasyczny mechanizm korbowy stosowany w silnikach spalinowych, gdzie ruch posuwisto-zwrotny tłoka za pośrednictwem korbowodu zamieniany jest na ruch obrotowy wału. W rozwiązaniu tym, tłok połączony jest za pośrednictwem sworznia z łbem korbowodu, natomiast wał korbowy połączony jest ze stopą korbowodu. Elementy ślizgowe korbowodu a styczne ze sworzniem tłoka i czopem korbowym wału, tworzą płaską powierzchnię, przez co przy nawet niewielkich odchyleniach prostopadłej płaszczyzny osi korbowodu względem osi wału, zachwiane zostaje powierzchniowe przyleganie elementów ślizgowych korbowodu, i następuje znaczące zużycie się tych elementów.
Istota wynalazku. Sposób łożyskowania korbowodu w mechanizmach korbowodowych, zamieniających ruch posuwisto-zwrotny na ruch obrotowy jest rozwiązaniem, w którym ruch elementu pracującego w ruchu posuwisto-zwrotnym, zamieniany jest za pośrednictwem korbowodu na ruch obrotowy wału, przy czym elementy ślizgowe łożyskujące korbowód, wytyczone są na bazie kuli, dzięki czemu nawet przy znaczących odchyleniach prostopadłej płaszczyzny osi korbowodu względem osi wału, zachowane zostaje powierzchniowe przyleganie elementów ślizgowych korbowodu, dzięki czemu żywotność takiego układu zwiększa się kilkakrotnie w stosunku do żywotności układu stosowanego w klasycznym mechanizmie korbowym.
Sposób łożyskowania korbowodu w mechanizmach korbowodowych, zamieniających ruch posuwisto-zwrotny na ruch obrotowy, a mający zastosowanie w silnikach spalinowych może być wykonany w dwóch wariantach, a mianowicie: w wariancie pierwszym gdzie korbowód połączony jest z tłokiem za pośrednictwem sworznia tłokowego posiadającego sferyczną powierzchnię łożyskującą łeb korbowodu, oraz w wariancie drugim gdzie łeb korbowodu tworzy kulistą główkę osadzoną w sferycznym łożysku zespolonym z tłokiem.
Wariant pierwszy: Wewnątrz cylindrycznej tulei osadzonej nieruchomo w korpusie silnika, umieszczono przesuwny tłok. W piastach tłoka umieszczono nieruchomo względem tłoka sworzeń tłoka, w środkowej części którego wydzielono sferyczną powierzchnię łożyskującą łeb korbowodu. Średnica sferycznej powierzchni sworznia jest mniejsza lub równa, lub też nieznacznie większa od średnicy końców sworznia, które są osadzone w piastach tłoka. Części sworznia pomiędzy powierzchnią sferyczną a końcami osadzonymi w piastach tłoka mają średnicę mniejszą od średnicy końców sworznia i powierzchni sferycznej sworznia. Sworzeń osadzony w piastach tłoka zabezpieczony jest przed ewentualnym przesunięciem przez pierścienie osadcze umieszczone w rowkach piast tłoka. Łeb korbowodu jest elementem dzielonym którego dolna część jest zespolona z korbowodem, natomiast górna część tworzy pokrywę łba korbowodu przekręcaną za pomocą śrub do dolnej części łba korbowodu. Wewnętrzna część łba korbowodu tworzy sferyczną bieżnię wewnątrz której ułożyskowana jest sferyczna część sworznia tłoka. Łeb korbowodu posiada również części boczne tworzące tuleje współosiowe ze sworzniem tłoka, wewnętrzna średnica części bocznych jest nieznacznie większa od średnicy tych części sworznia, które wydzielone są pomiędzy końcami sworznia a powierzchnią sferyczną sworznia, przy czym wewnętrzna część bocznych części łba korbowodu może mieć kształt stożka ściętego. Takie rozwiązanie umożliwia korygowanie wszelkich odchyleń podczas pracy urządzenia. Stopa korbowodu wraz z pokrywą stopy, posiada w swoim wnętrzu sferyczną panew ułożyskowaną na sferycznym czopie korbowodowym wału silnika. Po obydwu stronach sferycznego czopu korbowodowego wału silnika, wydzielone zostały krawędzie oddalone od siebie na odległość nieznacznie większą od szerokości stopy korbowodu, dzięki czemu korbowód ma możliwość korygowania ewentualnych odchyleń podczas pracy silnika, zachowując przy tym powierzchniowe przyleganie sferycznej panwi korbowodu do sferycznego czopu korbowego wału. Kąt nachylenia krawędzi wydzielonych po obydwu stronach sferycznego czopu korbowego wału, uzależniony jest od kształtu stopy i pokrywy stopy korbowodu, i dobrany jest tak aby podczas skręcenia korbowodu, krawędzie sferycznego czopu wału korbowego były styczne liniowo z bokami stopy i bokami pokrywy stopy korbowodu.
Wariant drugi: Wewnątrz cylindrycznej tulei osadzonej nieruchomo w korpusie silnika, umieszczono przesuwny tłok. W spodniej części denka tłoka a od strony komory korbowej, umieszczone zostało zespolone z tłokiem półkuliste łożysko tłoka, w którym osadzona jest kulista główka korbowodu. Do półkulistego łożyska tłoka przytwierdzona jest za pośrednictwem śrub pokrywa kulistej główki korbowodu, która posiada półkuliste wybranie oraz otwór, przez który przechodzi trzon korbowodu. Szerokość tego otworu jest nieznacznie większa od grubości trzonu korbowodu, natomiast jego długość jest nieznacznie większa od zakresu wychyleń korbowodu, tak aby umożliwić korygowanie ewentualnych odchyleń podczas pracy silnika. Stopa korbowodu wraz z pokrywą stopy, posiada w swoim wnętrzu sferyczną panew ułożyskowaną na sferycznym czopie korbowodowym wału silnika. Po obydwu stronach sferycznego czopu korbowodowego wału silnika, wydzielone zostały krawędzie oddalone od siebie na odległość nieznacznie większą od szerokości stopy korbowodu, dzięki czemu korbowód ma możliwość korygowania ewentualnych odchyleń podczas pracy silnika, zachowując przy tym powierzchniowe przyleganie sferycznej panwi korbowodu do sferycznego czopu korbowego wału. Kąt nachylenia krawędzi wydzielonych po obydwu stronach sferycznego czopu korbowego wału, uzależniony jest od kształtu stopy i pokrywy stopy korbowodu, i dobrany jest tak aby podczas skręcenia korbowodu, krawędzie sferycznego czopu wału korbowego były styczne liniowo z bokami stopy i bokami pokrywy stopy korbowodu
Objaśnienie figur rysunków.
Fig.1. – Przedstawia w przekroju poprzecznym sposób łożyskowania korbowodu w wariancie pierwszym. Fig.2. – Przedstawia przekrój A-A z figury 1. Fig.3. – Przedstawia w przekroju poprzecznym sposób łożyskowania korbowodu w wariancie drugim. Fig.4. – Przedstawia przekrój B-B z figury 3.
