Опора шатуна двухтактного двигателя

 

Использование: машиностроение, в опорах шатунов. Сущность изобретения: опора содержит нижнюю головку шатуна с прорезями, щеки разрезного коленчатого вала и шатунный палец, на котором установлен подшипник качения с сепаратором в виде двух гребенчатых полусепараторов, установленных друг относительно друга с определенным зазором. Полусепараторы установлены с возможностью контакта наружными торцами с торцами щек коленчатого вала. Ось прорези совмещена с осью симметрии сепаратора. 3 ил.

сонзз СОВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 С 33/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.! СлЭ, О

1 р ,Ql

0,696 P

fn„)г. M d > (1 — длина тела качения;

P — сжимающая сила;

1 1

M= — + —, Е1 Ег (21) 4757700/27 (22) 11.10.89 (46) 07.05.92. Бюл. N.. 17 (71) Ульяновский моторный завод (72) Ю.П.Гаранин и А.И,Тихонов (53) 621.822.6(088.8) (56) Патент ФРГ N 1249020. кл, 47 в 19, 1967. (54) ОПОРА ШАТУНАДВУХТАКТ.НОГО ДВИГАТЕЛЯЯ (57) Использование:. машиностроение. в

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к опорам шатуна на коленчатом валу двухтактных двигателей.

Известна опора шатуна для поршневого двигателя, состоящая из неразъемной нижней головки шатуна и подшипника качения.

Сепаратор выполнен из двух одинаковых деталей и имеет на торцовых поверхностях заплечики для боковых направляющих шатуна, Наружный диаметр заплечиков больше, чем диаметр рабочей поверхности подшипника качения, Такая опора шатуна имеет повышенные размеры по оси из-за наличия с одной стороны шатуна шайбы и стопорного кольца.

По этой же причине шейка коленчатого вала нетехнологична.

Кроме того, отсутствие в шатуне какихлибо каналов или прорезей для подвода смеси для охлаждения и смазки тел качения снижает надежность узла.

Более того, в сепараторе имеются заплечики. которые препятствуют проходу

„.,5U„„1732045 А1 опорах шатунов. Сущность изобретения: опора содержит нижнюю головку шатуна с прорезями, щеки разрезного коленчатого вала и шатунный палец, на котором установлен подшипник качения с сепаратором в виде двух гребенчатых полусепараторов, установленных друг относительно друга с определенным зазором. Полусепараторы установлены с возможностью контакта наружными торцами с торцами щек коленчатого вала. Ось прорези совмещена с осью симметрии сепаратора. 3 ил. смеси к телам качения, что может привести к полусухому трению, возрастанию температуры в узле и его заклиниванию, Целью изобретения является повышение надежности опоры шатуна за счет улучшения смазки и охлаждения тел качения.

Улучшение смазки и охлаждение тел качения достигнуто благодаря тому, что полусепараторы установлены друг относительно друга с зазором, определяемым по формуле

Š— модуль упругости материала тела качения и сепаратора, d — диаметр тела качения.

1732045

Очевидно, что чем больше зазор L между полусепараторами, тем больше через него поступит топливомасляной смеси v, поверхностям трения, тем эффективнее их смазка rï охлаждение, тем выше надежность узла.

Но при увеличении зазора между полусепараторами уменьшается длина их зубьев, на которые опираются тела качения, что приведет к увеличению контактных напряжений, к износу зубьев и их возможной поломке.

Из этого следует, что максимальный и, следовательно, оптимальный зазор между полусепараторами может быть определен из условий обеспечения между телом качения и боковой поверхностью зубьев сепаратора напряжений, равных допускаемым.

Известно что контактные напряжения между цилиндром и плоскостью определяют по формуле

0 =0,59 — — — (a,) макс—

Ip r

M где 0,59 — коэффициент пропорциональности;

P — сжимающая сила; ггмакс — максимальные контактные напряжения;

1 — длина опоры тела качения, р

+ с

1 1

Е1 -2

Š— модуль упругости материала тела качения и сепаратора;

r — радиус тела качения; (Ок) — допускаемые контактные напряжения.

С учетом того, что для предлагаемого узла длина опоры тела качения

Ip — равна сумме длин (, I ) двух зубьев полусепараторов, а находим

Тсгда зазор между полусепараторами

1, где — длина тела качения, После подстановки имеем

0696 Р (— I— 2, у, На фиг,1 изображена опора шатуна, продольныл разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — гребенчатый полусепаратор.

Опора шатуна содержит сепаратор в виде двух гребенчатых полусепараторов 1 и 2, в которых предусмотрены пазы 3 для тел 4 качения.

Полусепараторы 1 и 2 находятся в узле между щек 5 коленчатого вала и посредством тел 4 качения связаны с шатун ным пальцем 6. Шатун 7 имеет нераэъемную нижнюю головку 8 с боковыми прорезями 9, Сборка узла производится сгедующим образом.

Вначале в щеку 5 коленчатого вала с натягом эапрессовывается шатунный палец б до упора в его бурт, затем на палец одеваются полусепараторы 1 и 2 зубьями навстречу друг другу, В образовавшиеся гнезда 3 устанавливаются с консистентной смазкой тела 4 качения, далее на сепаратор одевается шатун

7 своей неразъемной головкой 8 и запрессовывается до упора в бурт на пальце вторая

30 ureva 5

Расстояние между щеками У обеспечивает необходимые зазоры между наружныгпгп торцами полусепараторов 1 и 2 и щеками. порядка 0,3--0,6 мм. Такие же примерно зазоры между торцами головки 8 шатуна 7 и щеками 5.

Узел работает следующим образом, При движении поршня в полости картера под поршнем образуется разрежение, 40 вследствие чего свежая смесь иэ карбюратора при открытии впускных клапанов устремляется в полость картера, достигает прорезей 9 в боковых частях нижней гоговки 8 шатуна 7 и через прорези 9 и кольце4" "аую щель L орошает тела 4 качения и другие поверхности, смазывая rn охлаждая их.

Причем, полусепараторы 1 и 2, вращаясь вокруг шатунного пальца б, переносят частицы масла в верхнюю, самую нагруженную часть головки 8 шатуна 7.

Высокая надежность узла обеспечивается тем, что значительная часть тел 4 качения открыта для орошения их бензомасляной смесью, поступающей непрерывно в центральную часть щели L через прорези 9 в головке 8 шатуна 7, ось которых совмещена с осью симметрии сепаратора.

Подача смеси в центр щели 1 обеспечивает равномерность подачи смазки к телам и по1732045 верхностям качения, обеспечивает "одинаковость" смазки и охлаждения различных точек узла, исключая возникновение очагов с "бедной" смазкой, Повышению надежности предлагаемой опоры шатуна способствует также малый вес полусепараторов 1 и 2. Уменьшение веса узла снижает инерционные нагрузки на его детали, уменьшает силы трения, что обеспечивает снижение температур трущихся поверхностей, Двухтактный двигатель с предлагаемой опорой шатуна имеет повышенный ресурс.

Формула изобретения

Опора шатуна двухтактного двигателя, содержащая нижнюю головку шатуна с прорезями. щеки разрезного коленчатого вала и шатунный палец, на котором установлен подшипник качения с сепаратором в виде двух гребенчатых полусепараторов. установленных зубьями навстречу друг другу, между которыми образованы гнезда под тела качения. отличающаяся тем. что. с целью повышения надежности за счет улучшения смазки и охлаждения тел качения, полусепараторы установлены друг относительно друга с зазором, определяемым из формулы

0696 P (дк) M d. где! — длина тела качения;

P — сжимающая сила; (oK) — допускаемые контактные напряжения, 1 1

M = — + —, Е1 Ег

Š— модуль упругости материала тела качения и сепаратора;

d — диаметр тела качения. и с возможностью контакта наружными торцами с торцами щек коленчатого вала, а ось прорези совмещена с осью симметрии сепаратора.

Составитель А.Тихонов

Редактор B.Áóãðåíêîâà Техред M.Mîðãåíòàë Корректор H,Êîðîëü

Заказ 1569 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101