КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ БЕЗ КОЛЕНВАЛА

 МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ И НАОБОРОТ

Мущинский Анатолий Климентьевич

  Вообразите ситуацию. Вы путешествуете в пустыне, в тайге, где нет мастерских по ремонту двигателей и у Вашей машине застучал коленчатый вал.

  Можете ли Вы самостоятельно заменить в пустыне коленчатый вал в современном двигателе? Конечно нет.
Предлагаемая конструкция кривошипно-шатунного механизма изготавливается модульным типом и позволяет замену модуля в любых условиях, не вынимая двигателя.

---

Существенным недостатком ДВС (двигатель внутреннего сгорания) является его КШМ (кривошипно-шатунный механизм). За весь период существования двигателя внутреннего сгорания, усовершенствовались технологии изготовления КШМ и его отдельных деталей, однако, традиционная конструкция КШМ не позволяет увеличить КПД КШМ выше 40%. Это связано с тем, что при работе КШМ угол между шатуном и кривошипом изменяется в пределах от 0 до 360 градусов. В верхней и нижней мертвых точках его КПД = 0, а в точках при которых угол между шатуном и кривошипом = 90 градусов, Fig.1а, его КПД = 100%. Во всех остальных точках наблюдается разложение сил Fig.1в, что понижает его КПД. В результате его среднее КПД меньше 40%.

Увеличить КПД КШМ возможно только путем уменьшения разложения сил. Подойдя нетрадиционным методом построения конструкции КШМ, я достиг желаемого результата. Отличие состоит в том, что вместо коленчатого вала применяется простой вал с шестеренками на каждый шатун, без изменения общей конструкции ДВС. Каждый шатун взаимодействует с валом через планетарную передачу. Конструкция значительно уменьшает разложение сил и больший промежуток времени, за один цикл поршня, сохраняется угол 90 градусов, что и увеличивает КПД КШМ до 95%. Отсутствие коленчатого вала существенно уменьшает объем ДВС и трудоемкость изготовления его.

Для устойчивой и четкой работы конструкции применяется стабилизация.

В итоге:

• KПД повышается на 60% от общепринятого KШМ, диаграмма “D” и “C”;
• Отсутствие коленчатого вала упрощает и удешевляет всю конструкция КШМ, как в изготовлении, так и в техническом обслуживании;
• Увеличивается преемственность двигателя и моторесурс ДВС;
• Упрощается система смазки КШМ. Предлагаемая конструкция самосмазывающаяся;
• При использовании предлагаемого КШМ, расположение цилиндров возможно произвольное в разной плоскости, а так же возможно изготовление ДВС модульным типом;
• Конструкция проста. В ней используются детали, давно применяемые в механике, и по этому больших дополнительных исследований ни надо.

Изобретение относится к механизмам, применяемым как в промышленных, так и в бытовых узлах, механизмах и агрегатах, где необходимо превращение поступательного движения во вращательное и наоборот. К примеру: в двигателях внутреннего сгорания - кривошипно-шатунный механизм; в нефтедобывающей промышленности, для подъема и опускания штанги насоса, и т.д.

Эта конструкция выполняет одновременно две функции:

• Превращение поступательного движения во вращательное и наоборот;
• Функция редуктора с большим диапазоном передаточного соотношения.

Диаграмма “D” составлялась при постоянной силе “P“ воздействующей на поршень. 
Измерения производились экспериментально-практическим способом на действующем макете.

  Пояснительная таблица “D” демонстрирует коэффициенты полезного действия общепринятого и предлагаемого КШМ при постоянно действующей силы «Р» на поршень.

Однако, при работе двигателя, сила «Р» изменяется. При перемещении поршня вниз, увеличивается объем камеры сгорания, тем самим уменьшается давление газов, что приводит к понижению мощности двигателя. Это иллюстрирует диаграмма «А» (заштрихованная часть серым цветом).

В общепринятой конструкции КШМ малый коэффициент полезного действия обусловлен большим разложением сил, что наглядно иллюстрирует диаграмма «В».

Диаграмма «С» иллюстрирует коэффициент полезного действия предлагаемой конструкции механизма КШМ (заштрихованная часть серым цветом).

Ниже изображена Пояснительная таблица “D”.

Пояснительная таблица составлялась на основе экспериментально - практических измерений воздействия постоянной Силы “P” на поршень.

В первой колонке, отображается поворот коленчатого вала в градусах.

Во второй колонке, отображается изменяющееся давление Cилы “P” на поршень, во время работы двигателя. Эта колонка включена для общего представления изменения Силы “P” во время работы двигателя.

В третей колонке, отображается КПД общепринятого КШМ при давлении на поршень постоянной Cиле “P” в период измерения.

В четвертой колонке, отображается КПД предлагаемого КШМ при давлении на поршень постоянной Cиле “P” в период измерения.

Внимание!
Имеется действующий макет демонстрирующий все выше изложенного. 
Изобретение запатентовано.

Версия для печати
Автор: Мущинский Анатолий Климентьевич
P.S. Материал защищён.
Дата публикации 12.02.2005гг

---

---