RU2193095C2 - Internal combustion engine with additional power takeoff shaft - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; power takeoff mechanisms of internal combustion engines. SUBSTANCE: according to invention, proposed engine has driving pinion installed on extension of crankshaft, idler gear cluster, gear to takeoff power for drive of internal consumers and flywheel secured by bolts on crankshaft extension. Engine is furnished with additional power takeoff shaft for drive of external consumers provided with flange and kinematically coupled with idler gear cluster. Driving pinion is secured on crankshaft by flywheel attachment bolts. Gears of different modules are used in idler gear cluster. Gear transmitting torque to drive of additional power takeoff shaft has greater module, and flange of additional shaft is directed to the same side as engine flywheel. EFFECT: improved functional capabilities without increasing overall dimensions of engine. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. The invention relates to mechanical engineering, namely to engine building.

Известен узел крепления вспомогательного агрегата двигателя внутреннего сгорания, содержащий привод вспомогательных агрегатов, выполненный в виде отдельного корпуса, шестерню коленчатого вала, промежуточную шестерню, элементы крепления, обеспечивающие центровку корпуса вспомогательного агрегата относительно картера двигателя (см. патент РФ 1216395, МПК 4 F 02 В 77/14). A known mounting assembly of an auxiliary unit of an internal combustion engine, comprising an auxiliary unit drive made in the form of a separate housing, a crankshaft gear, an intermediate gear, fastening elements that align the housing of the auxiliary unit relative to the engine crankcase (see RF patent 1216395, IPC 4 F 02 B 77/14).

Недостатком известной конструкции является консольное расположение шестерни привода вспомогательного агрегата, что увеличивает нагруженность вала привода вспомогательных агрегатов дополнительным изгибающим моментом, а также необходимость применения одинакового модуля для последовательно расположенных шестерен, передающих крутящий момент как на привод исполнительных механизмов двигателя, так и на привод вспомогательных агрегатов, что снижает возможность увеличения прочностных характеристик наиболее нагруженной шестерни, передающей крутящий момент на привод вспомогательного агрегата. A disadvantage of the known design is the cantilever arrangement of the auxiliary drive drive gear, which increases the load on the auxiliary drive drive shaft with additional bending moment, as well as the need to use the same module for sequential gears that transmit torque to both the drive actuators of the engine and the drive of the auxiliary units, which reduces the possibility of increasing the strength characteristics of the most loaded gear, before torque to drive the auxiliary unit.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, ведущую шестерню, установленную на хвостовике коленчатого вала с натягом, маховик, закрепленный на коленчатом валу болтами, блок промежуточных шестерен, шестерню вала отбора мощности для привода внутренних потребителей (см. Автомобиль КАМАЗ типа 6х4, Руководство по эксплуатации 5320-3902002РЭ. М.: Машиностроение, 1988, с. 38, рис. 30). The closest set of essential features to the claimed technical solution is an internal combustion engine containing a crankshaft, a pinion gear mounted on the shank of the crankshaft with an interference fit, a flywheel bolted to the crankshaft, an intermediate gear unit, a power take-off shaft gear for driving internal consumers (see. KAMAZ automobile, type 6x4, Operating Instructions 5320-3902002RE. M: Mechanical Engineering, 1988, p. 38, Fig. 30).

Недостатком известной конструкции является отсутствие отбора мощности на привод внешних потребителей, а также невозможность передачи дополнительной мощности без увеличения наружного диаметра шестерни и, соответственно, габаритов картерной части двигателя. A disadvantage of the known design is the lack of power take-off to drive external consumers, as well as the inability to transmit additional power without increasing the outer diameter of the gear and, accordingly, the dimensions of the crankcase of the engine.

Была поставлена задача обеспечить отбор мощности на привод внешних потребителей, сохранив при этом габариты двигателя. The task was set to ensure the selection of power to drive external consumers, while maintaining the dimensions of the engine.

Поставленная задача решается за счет того, что в двигателе внутреннего сгорания с дополнительным валом отбора мощности, содержащем коленчатый вал, ведущую шестерню, закрепленную на хвостовике коленчатого вала, блок промежуточных шестерен, шестерню вала отбора мощности на привод внутренних потребителей и маховик, закрепленный на коленчатом валу болтами, двигатель снабжен дополнительным валом отбора мощности на привод внешних потребителей, имеющим фланец и кинематически связанным с блоком промежуточных шестерен, ведущая шестерня закреплена на коленчатом валу болтами крепления маховика, а в блоке промежуточных шестерен шестерни выполнены с разным модулем, при этом шестерни, передающие крутящий момент на дополнительный вал отбора мощности, имеют больший модуль, кроме того, фланец дополнительного вала отбора мощности направлен в ту же сторону, что и маховик двигателя. The problem is solved due to the fact that in an internal combustion engine with an additional power take-off shaft containing a crankshaft, a pinion gear fixed to the crankshaft shank, an intermediate gear block, a power take-off pinion gear to drive internal consumers and a flywheel fixed to the crankshaft bolts, the engine is equipped with an additional power take-off shaft to drive external consumers, having a flange and kinematically connected to the block of intermediate gears, pinion gear closed captivity on the crankshaft by the flywheel bolts, and in the block of intermediate gears the gears are made with a different module, while the gears transmitting torque to the additional power take-off shaft have a larger module, in addition, the flange of the additional power take-off shaft is directed in the same direction, as the engine flywheel.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения, не обнаружен. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков в заявленном техническом решении, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, made it possible to establish that an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed technical solution was not found. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue allowed us to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result in the claimed technical solution set forth in the claims. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of "novelty."

Заявленное техническое решение не является очевидным для квалифицированных специалистов в данной области, так как традиционно отбор мощности на привод внешних потребителей производится через коробку отбора мощности, что ведет к снижению кпд за счет промежуточных звеньев, а крутящий момент в известных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) передается только на привод внутренних потребителей. The claimed technical solution is not obvious to qualified specialists in this field, since traditionally power is taken to drive external consumers through a power take-off, which leads to a reduction in efficiency due to intermediate links, and torque is transmitted in known internal combustion engines (ICE) only to drive domestic consumers.

В заявляемом техническом решении ДВС снабжен дополнительным валом отбора мощности на привод внешних потребителей, но при этом возникает следующее противоречие: с одной стороны, для передачи мощности на привод внешних потребителей необходимо увеличить прочностные характеристики (в частности модуль) шестерен, участвующих в передаче крутящего момента, и усилить крепеж маховика, а с другой стороны, это приведет к увеличению габаритов двигателя, что недопустимо. In the claimed technical solution, the internal combustion engine is equipped with an additional power take-off shaft to drive external consumers, but the following contradiction arises: on the one hand, to transfer power to the external consumer drive, it is necessary to increase the strength characteristics (in particular, the module) of the gears involved in the transmission of torque, and strengthen the flywheel fasteners, and on the other hand, this will lead to an increase in engine size, which is unacceptable.

В заявляемом техническом решении это противоречие решено следующим образом: наиболее нагруженная ведущая шестерня закреплена на хвостовике коленчатого вала болтами крепления маховика, а шестерни, передающие крутящий момент на привод внешних потребителей, выполнены с большим модулем по сравнению с шестернями, передающими крутящий момент на привод внутренних потребителей, кроме того, дополнительный вал имеет фланец, направленный в сторону маховика двигателя. In the claimed technical solution, this contradiction is resolved as follows: the most loaded drive gear is mounted on the shank of the crankshaft by the flywheel bolts, and the gears that transmit torque to the drive of external consumers are made with a larger module compared to gears that transmit torque to the drive of internal consumers In addition, the additional shaft has a flange directed towards the engine flywheel.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует условию "изобретательский уровень". Based on the foregoing, we can conclude that the claimed technical solution meets the condition of "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен привод дополнительного вала отбора мощности двигателя внутреннего сгорания;
на фиг.2 - вид А на фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where:
figure 1 shows the drive of the additional power take-off shaft of the internal combustion engine;
figure 2 - a view of figure 1.

Двигатель внутреннего сгорания с дополнительным валом отбора мощности содержит коленчатый вал 1, маховик 2 и ведущую шестерню 3, закрепленные на хвостовике коленчатого вала 1 болтами 4. Ведущая шестерня 3 передает крутящий момент на блок промежуточных шестерен, состоящий из шестерни 5 и шестерни 6, выполненных с разным модулем, при этом шестерня 6 имеет больший модуль. Шестерня 5 передает крутящий момент на шестерню 7 привода распределительного вала 8, а шестерня 6 передает крутящий момент на шестерню 9 дополнительного вала 10 отбора мощности на привод внешних потребителей. Дополнительный вал 10 установлен на двух подшипниках. Посредством шлицевого соединения на валу 10 установлена муфта 11, осевое перемещение которой осуществляется механизмом включения. На конце дополнительного вала 10 установлен фланец 12 для соединения с приводом внешних потребителей. An internal combustion engine with an additional power take-off shaft contains a crankshaft 1, a flywheel 2 and a drive gear 3, bolted to the crankshaft shank 1 4. The drive gear 3 transfers torque to the block of intermediate gears, consisting of gear 5 and gear 6, made with different module, while gear 6 has a larger module. Gear 5 transmits torque to gear 7 of camshaft drive 8, and gear 6 transmits torque to gear 9 of additional power take-off shaft 10 to drive external consumers. Additional shaft 10 is mounted on two bearings. By means of a spline connection, a coupling 11 is mounted on the shaft 10, the axial movement of which is carried out by the switching mechanism. At the end of the additional shaft 10, a flange 12 is installed for connection with the drive of external consumers.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Крутящий момент передается через ведущую шестерню 3 на блок промежуточных шестерен, затем раздельно через шестерню 5 - на привод внутренних потребителей и через шестерню 6 - на привод внешних потребителей посредством фланца 12. При этом направление передачи мощности с фланца 12 совпадает с направлением передачи мощности с маховика 2 на коробку передач. Torque is transmitted through the drive gear 3 to the block of intermediate gears, then separately through gear 5 to the drive of internal consumers and through gear 6 to the drive of external consumers via flange 12. The direction of power transmission from flange 12 coincides with the direction of power transmission from the flywheel 2 per gearbox.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стационарном технологическом оборудовании с использованием современных технологий. The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and is possible for implementation on stationary technological equipment using modern technologies.

Claims (1)

Двигатель внутреннего сгорания с дополнительным валом отбора мощности, содержащий коленчатый вал, ведущую шестерню, установленную на хвостовике коленчатого вала, блок промежуточных шестерен, шестерню вала отбора мощности на привод внутренних потребителей и маховик, закрепленный на хвостовике коленчатого вала болтами, отличающийся тем, что двигатель снабжен дополнительным валом отбора мощности на привод внешних потребителей, имеющим фланец и кинематически связанным с блоком промежуточных шестерен, ведущая шестерня закреплена на коленчатом валу болтами крепления маховика, а в блоке промежуточных шестерен шестерни выполнены с разным модулем, при этом шестерня, передающая крутящий момент на привод дополнительного вала отбора мощности, имеет больший модуль, кроме того, фланец дополнительного вала направлен в ту же сторону, что и маховик двигателя. An internal combustion engine with an additional power take-off shaft, comprising a crankshaft, a drive gear mounted on the shank of the crankshaft, a block of intermediate gears, a power take-off gear on the drive of internal consumers and a flywheel bolted to the shank of the crankshaft, characterized in that the engine is equipped with with an additional power take-off shaft to drive external consumers, having a flange and kinematically connected to the block of intermediate gears, the drive gear is fixed to a stake bolts of the flywheel, and in the block of intermediate gears the gears are made with a different module, while the gear that transmits torque to the drive of the additional power take-off shaft has a larger module, in addition, the flange of the additional shaft is directed in the same direction as the flywheel engine.

Images