CZ30511U1 - A crank mechanism with an offset cylinder axis, relative to the axis of rotation of the crankshaft - Google Patents

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká spalovacích motorů jak zážehových tak vznětových, dieselů čtyřdobých i dvoudobých.The technical solution concerns internal combustion engines, both petrol and diesel, four-stroke and two-stroke diesel engines.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosavadní klasická konstrukce klikového ústrojí je sestrojena jednoduše tak, že osa klikového hřídele je uložená na ose středu válce.The conventional design of the crank mechanism is simply constructed so that the axis of the crankshaft is mounted on the axis of the cylinder center.

To znamená, že zdvih pístu je nahoru i dolů časově stejný a stanoví přesně půl otáčky klikové hřídele, 180 stupňů.This means that the stroke of the piston is up and down the same time and sets exactly half a revolution of the crankshaft, 180 degrees.

Když se kliková hřídel pootočí o 90 stupňů, v bodě má oj nice polohu nejvíce šikmo vůči středové ose válce. Jelikož za zdvihu expanze působí na píst největší síla a ojnice staví proti pístu odpor a je v poloze šikmé pod velkým úhlem, působí tímto na píst do strany boční síla, tzv. výsledná nebo výpadová. Ta je nejen ztrátová /rozptyl energie/, aleje na škodu, protože zvyšuje tření pístu o stěnu válce a urychluje tak opotřebení styčných ploch.When the crankshaft rotates 90 degrees, at the point, the connecting rod has the position most inclined to the central axis of the cylinder. Since the piston exerts the greatest force on the stroke of expansion and the connecting rod opposes the piston and is at an angle at a large angle, the lateral force, so-called resulting or dropping, is applied to the piston laterally. This is not only lossy (energy dissipation), but is detrimental as it increases the friction of the piston against the cylinder wall and thus accelerates wear of the contact surfaces.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Po podrobné analýze souvislosti, které se dějí v motoru za provozu, je tu tvůrčí myšlenka, jak lépe využít energii expanze na kroutící moment, pro zvýšení výkonu motoru a zároveň pro snížení spotřeby paliva.After a detailed analysis of the context that happens in the engine during operation, there is a creative idea of how to better utilize the energy of expansion to torque, to increase engine performance while reducing fuel consumption.

Podstatou technického řešení je sestrojení klikového ustrojí tak, že osa válce je vyosená, mimoběžná, vůči ose otáčení klikového hřídele, vzájemně se obě osy neprotínají. Toto vyosení se projeví následovně:The essence of the technical solution is to construct the crank mechanism in such a way that the axis of the cylinder is offset, off-axis to the axis of rotation of the crankshaft, the two axes do not intersect with each other. This offset is shown as follows:

Počínaje zdvihem expanze, po vzplanutí paliva v horní úvrati, ojnice klesá po kružnici rychleji a je ihned v kolmé poloze na středové ose válce, rovnoběžné s pohybem pístu. V tom bodě přenáší celou sílu expanze na klikovou hřídel. Dále ojnice zaujme šikmou polohu, ale pod menším úhlem, a ještě jednou zaujme kolmou polohu. Tímto způsobem je energie expanze lépe využitá, rozptyl energie bude nižší.Starting with the stroke of the expansion, after the fuel burst at the top dead center, the connecting rod descends the circle more quickly and is immediately perpendicular to the center axis of the cylinder, parallel to the piston movement. At that point, it transmits the entire force of expansion to the crankshaft. Furthermore, the connecting rod assumes an oblique position, but at a smaller angle, and once again assumes a perpendicular position. In this way the energy of the expansion is better utilized, the energy dissipation will be lower.

U klasické jednoduché konstrukce klikového ústroji ojnice přenáší energii v poloze šikmé pod velkým úhlem vůči ose válce a rovnoběžnou kolmou polohu zaujímá jen v horní a dolní úvrati, kdy energii nepřenáší.In the classic simple design of the crankshaft, the connecting rod transmits energy in a position inclined at a large angle to the cylinder axis and occupies a parallel perpendicular position only at the top and bottom dead center when it does not transmit energy.

Objasnění výkresuClarification of the drawing

Na výkrese je zobrazeno vyosené klikové ústrojí sestávající se z válce, pístu, ojnice, pístního čepu, ojničního ložiska a klikové hřídele.The drawing shows an offset crankshaft consisting of a cylinder, a piston, a connecting rod, a piston pin, a connecting rod bearing and a crankshaft.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions

Technické řešení podle obrázku tvoří válec I, píst 2, pístní čep 3, ojnice 4, ojniční ložisko 5, kliková hřídel 6, osa otáčení 7 klikové hřídele, kružnice 8. Ojniční ložisko 5 v různých bodech šipka znázorňuje smysl otáčení v pohledu.The technical solution according to the figure consists of a cylinder I, a piston 2, a piston pin 3, a connecting rod 4, a connecting rod bearing 5, a crankshaft 6, a crankshaft axis of rotation 7, a circle 8.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Výše popsané technické řešení bude možné vyrábět a využívat běžně např. v automobilovém průmyslu apod. Lze předpokládat, že bude stanovovat technický pokrok a bude mít význam ekonomický, zejména v konkurenčním prostředí mezi různými výrobci.The technical solution described above will be possible to produce and use commonly in the automotive industry, etc. It can be assumed that it will determine technical progress and will be economically important, especially in a competitive environment between different manufacturers.

Claims (1)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Klikové ústrojí s vyosenou osou válce vůči ose otáčení klikové hřídele, vyznačující se tím, že osa válce (1) je vyosená, mimoběžná, vůči ose otáčení (7) klikové hřídele a neprotíná ji, přičemž vyosení je provedeno ve smyslu vektoru obvodové rychlosti kteréhokoli boduCrankshaft with offset cylinder axis with respect to the crankshaft axis of rotation, characterized in that the cylinder axis (1) is offset, off-axis to the axis of rotation of the crankshaft (7) and does not intersect it, the offset being in the circumferential speed vector any point 5 kliky (6), např. ojničního ložiska (5), v poloze, kdy píst (2) je v horní úvrati, tj. nejdále od osy otáčení (7) klikové hřídele (6).5 cranks (6), eg connecting rod bearing (5), in the position where the piston (2) is at the top dead center, ie furthest from the axis of rotation (7) of the crankshaft (6).