Двигатель внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И Р

РЕСПУБЛИН

SU 214938

1 11 4 F 01 М 1/06 F 16 С 9/02

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ," /!Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕДЬСТБУ

/3/

/ (0,02-0,04)0; (0 0030 007)Jф (0,001 — 0,003)Д, где К

h—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblÒÈÉ (21) 3791279/25-06 (22) 27.06.84 (46) 28.02.86. Бюл. Ф 8 (71) Научно-производственное объединение по топливной аппаратуре двигателей (72) В.Г. Матерков, Г.Л. Ляховицкая, Н,Г. Старостин и Г.И. Чубаков (53) 621.43(088.8) (56) Юрковский И.N. Толпыгин В.А.

Автомобиль КАМАЗ. М.: ДОСААФ СССР, 1975 с. 40-41. (54) (57) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГО—

РАНИЯ, содержащий коленчатый вал с выполненными в нем маслоподводящими каналами, разъемные коренные и шатунные подшипники с верхними и нижними вкладьпнами и главную масляную магистраль, сообщенную через маслораспределительную канавку, выполненную в верхнем вкладьппе коренного подшипника, и маслоподводящие каналы в коленчатом валу с шатунными подшипниками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения смазки, нижний вкладыш коренного подшипника снабжен по меньшей мере двумя концентричными каналами выполненными в соответствии с соотношениями расстояние от края канавки до ближайшего торца вкладыша; длина коренного подшипника; ширина канавки; номинальный диаметр коренного подшипника; глубина канавки.

4938

Каждый коренной подшипник имеет также нижний вкладыш 10, на внутренней поверхности которого у торцов выполнены IIo одной дополнительной канавке 11.

На фиг, 2 в микронах даны средние величины износов верхних и нижних вкладьппей коренных подшипников.

4 121

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания для смазки коренных и шатунных подшипников коленчатого вала двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности путем улучшения смазки.

На фиг. 1 показана часть двигателя с системой смазки и подшипниками коленчатого вала; на фиг. 2 — типичная диаграмма износа верхнего и нижнего вкладышей коренных подшипников автотракторных двигателей; на фиг. 3 вид на внутреннюю поверхность верхнего вкладыша подшипника; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 вид,нижнего вкладьппа подшипника; на фиг. 6 — сечение Б-Б на фиг. 5; на фиг.7 — схематическое расположение вращающегося в подшипнике коленчатого вала; на фиг. 8 — динамика износа и появления выступов на шейке вала для неизношенного сопряжения; на фиг. 9 — то же, для изношенного сопряжения для подшипников с нижним вкладышем без канавок; на фиг. 10 то же, для подшипника с нижним вкладышем, имеющим канавки; на фиг. 11 зависимость изменения расхода масла

Q л/мин через сопряжение коренного подшипника двигателя от частоты вращения п ""мин вала при различном дав— лении подаваемого в подшипник масла.

Коленчатый вал 1 установлен так, что шатунная шейка 2 составляет пару трения с шатунным подшипником 3.

Смазка к этому сопряжению и другим узлам трения в двигателе подводится от системы смазки по главной масля— ной магистрали 4, выполненной в корпусе 5 двигателя, через верхний вкладыш 6 каждого коренного подшипника с выполненной в нем маслораспределительной канавкой 7 и канал 8, проходящий в коренной шейке 9 коленчатого вала и сообщенный с другими каналами системы смазки двигателя.

1О

Наибольший износ имеет нижник вкладыш в сечении В„, причем верхний вкладьпп в сечении В имеет даже приращение (показано знаком +) толщины относительно номинальной в результате вкрапления в антифрикционный слой твердых частиц из масла. На фиг. 2 видно, что верхний вкладыш оказывается практически неизношенным.

В верхнем вкладыше 6 для связи с масляной магистралью выполнено отверстие 12 (фиг. 3 и 4) для подвода масла в маслораспределительную канавку 7. Дополнительные канавки 11 расположены на расстоянии К от торцов нижнего вкладыша 10 коренногЬ подшипника (фиг. 5) и имеют ширину В и глубину (фиг. 6). Канавки лежат в плоскостях вращения вала.

Вращающийся с угловой скоростью с,) (фиг. 7) коленчатый вал 1 показан под действием силы Р и масляного клина в подшипнике смещенным с центра О подшипника в положение О .

$ „ и $ „ — соответственно минимальный и максимальный зазоры в сопряжении. Образующиеся по мере износа сопряжения на коренной шейке 9 коленчатого вала 1 выступы 12 показаны на фиг. 8.

На фиг. 11 сплошной линией показана зависимость расхода масла Я от частоты вращения и для изношенного сопряжения с образовавшимися кольцевыми выступами на шейке вала, а пунктирной — для этого же сопряжения, но с сошлифованными с шейки выступами при различном давлении масла.

Для автотракторных двигателей ширина канавки должна быть принятой >= 0,003-0,007 номинального диаметра подшипника. Глубина должна составлять h =0,001-0,003 номинального диаметра подшипника.

При таких соотношениях канавки в наименьшей степени оказывали влияние на характер истечения масла из сопряжения при первоначальном состоянии вала и вкладышей и на.увеличение среднего удельного давления.

В то же время выбранная ширина канавки больше величины допустимого при сборке осевого перемещения вала и размещение канавок на расстоянии

К от соответствующего торца, составляющем 0,02 — 0,04 длины вкладыша коренного подшипника, дают возможность оптимально использовать рабочую длину подшипника и обеспечивают образование кольцевого высту-. па на шейке вала на величину, предельно допустимую в эксплуатации износа вала.

Двигатель работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала 1 в узлах трения, в частности в паре шатунная шейка 2 — шатунный подшипник 3, расходуется масло, поступающее к этому сопряжению и др гим узлам (подшипники распредвала, коромысла клапанов и др. не показаны) от системы смазки двигателя по главной масляной магистрали 4 в корпусе

5 через верхний вкладыш 6 каждого коренного подшипника. Через маслораспределительную канавку 7 масло попадает в зазор подшипника и по каналу 8 в коренной шейке 9 к другим узлам трения. Под действием вращения с угловой скоростью ьЗ и нагрузки Р, а также образующегося между шейкой 9 вала и разъемными вкладышами 6 и 10 масляного клина центр вала

1 смещается относительно центра О подшипника в положение 0Ä. При этом в зоне нижнего вкладьппа 10 образуется минимальный зазор S ùù (фиг. 7), равный толщине масляной пленки, а в зоне верхнего вкладыша 6 образуется

214938 4 максимальный зазор S < .Через зазор происходит истечение масла иэ сопряжения. По мере износа деталей сопряжения (вкладыша 10 и шейки 9 вала .1) зазор S увеличивается (фиг.8M), расход масла возврастает и при дости кении значительных величин износа падение давления масла в системе смазки двигателя достигает предель10 ных величин, после чего двигатель поступает на капитальный ремонт.

При работе двигателя с неизношенным подшипником с канавками 11 на нижнем вкладыше 10 зазоры и условия смазки такие же, как в известных двигателях (фиг. 8 Н б).

По мере работы двигателя в коренном подшипнике происходит износ участков шейки 9 вала и нижнего вкладыша

10 между канавками 11, но не изнашиваются участки шейки 9, лежащие в плоскостях канавок 11 на нижнем вкладьппе. За счет этого на шейке 9 вала образуются кольцевые выступы 13

25 (фиг. 10).

Эти .выступы препятствуют истечению масла из сопряжения, обеспечивая поддержание давления масла в системе в течение более продолжительной наработки, чем в известных двигателях.

Это улучшает также работу других сопряжений, смазываемых под давлением, что также способствует увеличению ресурса двигателя.

1214938

Фиг. 8

1214938 г7

Составитель В. Лобанов

Техред М.Надь Корректор М. Демчик

Редактор N. Горват

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная, Заказ 8Эб/48 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5