Подшипник скольжения для коренных опор у-образных двигателей вунтреннего сгорания

 

Сущность изобретения: подшипник скольжения состоит из опоры крышки и двух тонкостенных вкладышей. Для повышения работоспособности подшипника в опору подшипника устанавливается цилиндрический тонкостенный вкладыш со скосами, а в крышку подшипника - эксцентричный тонкостенный вкладыш без скосов. В зоне разъема вкладыши имеют одинаковую толщину, а в зоне симметрии толщина эксцентричного вкладыша больше или равна толщине цилиндрического вкладыша. 1 ил.

Изобретение относится к деталям машин, а конкретно к радиальным подшипникам скольжения, и может быть использовано для коренных опор коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известен подшипник скольжения (авт. св. N 819430, кл. F 16 C 9/04), содержащий корпус и расположенный в нем упругодеформируемый цилиндрический вкладыш, на части рабочей поверхности которого выполнена цилиндрическая выемка, радиусом кривизны, центр которого расположен со смещением относительно центра кривизны цилиндрической поверхности вкладыша, причем цилиндрическая выемка выполнена длиной меньше половины окружности вкладыша, сопрягающаяся с ней поверхность вкладыша выполнена радиусом с центром, совпадающим с центром кривизны поверхности вкладыша, а центр радиуса кривизны выемки расположен по линии действия нагрузки и смещен в сторону, противоположную направлению ее действия.

Под действием нагрузки вкладыш в корпусе деформируется и приобретает кривизну, соответствующую вкладышу с малым зазором, благодаря чему увеличивается протяженность несущего масляного слоя и более равномерно распределяется давление в нем, а следовательно уменьшается износ и выкрашивание рабочей поверхности вкладыша в зоне максимальной нагрузки, улучшается тепловой режим работы, так как во все остальное время, кроме времени действия максимальной нагрузки, в этой зоне большой слой масла, отводящий тепло.

Недостатком указанной конструкции является то, что она предусматривает улучшение условий работы только для вкладышей, расположенных в опорах, поэтому она применима только для шатунных подшипников, где газовые нагрузки падают на верхний, расположенный в опоре, вкладыш, хотя в шатунных подшипниках высокооборотных двигателей эта конструкция не обеспечивает надежной работы вкладыша, расположенного в крышке шатуна, который должен выдерживать большие инерционные нагрузки.

А в коренных опорах У-образных двигателей основная нагрузка от газовых сил падает на нижний вкладыш, т. е. на вкладыш в крышке подшипника, поэтому эта конструкция будет здесь неэффективна. Кроме того, в предложенной конструкции не предусмотрены меры по устранению возможного "перехвата" масла и его соскабливания в разъеме, что ведет к задиру шеек коленчатого вала.

Известны радиальные подшипники скольжения (ОСТ 37.001.045-82 Вкладыши тонкостенные коренных и шатунных подшипников автомобильных двигателей. Министерство автомобильной промышленности, 1982), имеющие цилиндрическую рабочую поверхность, создаваемую внутренней поверхностью вкладышей подшипника, выполненной концентрично наружной поверхности вкладыша подшипника.

Недостатком их является уменьшение зазора в плоскости разъема, так как детали подшипника выполняются с определенными допусками и при установке крышки подшипника возможно смещение вкладыша в крышке относительно вкладыша в опоре, что приводит к соскабливанию масла в разъеме, задирам подшипника и уменьшению несущей способности.

Известны также эксцентричные или так называемые "лимонные" подшипники, у которых рабочая поверхность вкладышей выполнена эксцентрично по отношению к наружному диаметру. У таких вкладышей толщина стенки плавно уменьшается от плоскости симметрии, проходящей через его ось, до плоскости разъема. Радиус выполнения рабочей поверхности эксцентричного вкладыша больше радиуса рабочей поверхности цилиндрического вкладыша для того же диаметра вала от 0,015-0,050 мм.

Центр радиуса рабочей поверхности эксцентричного подшипника лежит на оси симметрии подшипника. Эксцентричные вкладыши могут выполнятся без скосов.

В случаях, когда постель вкладыша обладает достаточной жесткостью, "лимонные" подшипники уступают цилиндрическим по работоспособности в связи со снижением толщины масляной пленки из-за увеличения радиальных зазоров. По этой же причине они имеют повышенный расход масла через подшипник.

Известен шатунный подшипник коленчатого вала ДВС в корпусе, в шатуне которого устанавливается вкладыш без эксцентриситета или с небольшим эксцентриситетом, т. е. цилиндрический вкладыш, а в крышке шатуна - вкладыш с эксцентриситетом [1] .

В коренном подшипнике коленчатого вала ДВС, наоборот, вкладыш с малым эксцентриситетом или без эксцентриситета со скосами устанавливается в крышку подшипника, а вкладыш с эксцентриситетом - в опору подшипника.

Такая установка вкладышей снижает работоспособность подшипника, так как корпус коренного подшипника является жесткой деталью и практически не деформируется.

Цель изобретения - повышение работоспособности коренных подшипников коленчатого вала У-образных ДВС, за счет увеличения рабочей поверхности вкладышей.

Это достигается тем, что в коренные подшипники скольжения У-образных ДВС, состоящие из опоры, крышки и двух тонкостенных вкладышей, устанавливаются вкладыш в опоре подшипника цилиндрический со скосом, а вкладыш в крышке подшипника эксцентричный, причем в зоне разъема вкладыши имеют одинаковую толщину, а в зоне симметрии толщина эксцентричного вкладыша не менее толщины цилиндрического вкладыша.

Так как цилиндрический вкладыш имеет скосы, толщина его в зоне разъема меньше толщины его в плоскости симметрии на величину, равную глубине скоса.

Эксцентричный вкладыш может применяться с канавкой или без канавки. Последний вариант предпочтительнее, т. к. вкладыш без канавки имеет большую несущую способность из-за увеличенной рабочей поверхности.

Применение цилиндрических вкладышей в опорах коренных подшипников обеспечивают хорошую толщину масляной пленки, нормальные радиальные зазоры и расход масла.

Скос в зоне разъема цилиндрических вкладышей и равенство толщин вкладышей в зоне разъема обеспечивают работу подшипника без соскабливания масла с шейки коленчатого вала.

На чертеже изображен предлагаемый подшипник.

Он содержит цилиндрический вкладыш 1, установленный в опору 2, и эксцентричный вкладыш 3, установленный в крышке подшипника 4.

Внутренняя рабочая поверхность цилиндрического вкладыша выполнена радиусом R₁ с центром в центре "0" подшипника и имеет скосы 5 в зоне разъема подшипника. Глубина скосов 5 обозначена буквой а, толщина цилиндрического вкладыша - б, а толщина цилиндрического вкладыша в плоскости разъема - в.

Внутренняя поверхность эксцентpического вкладыша 3 выполнена радиусом R₂ > R₁, с центром, лежащим на оси симметрии подшипника и смещенным относительно центра подшипника на величину е. Величина радиуса R₂ и смещение е его центра относительно центра 0 подшипника выбираются из расчета, чтобы толщина д эксцентричного вкладыша в плоскости симметрии не была менее толщины б цилиндрического вкладыша в этой плоскости, а толщина эксцентричного вкладыша в зоне разъема равна толщине цилиндрического вкладыша в зоне разъема, т. е. в.

В У-образных двигателях перемещение поршней осуществляется под углом к оси симметрии двигателя, под этим же углом действуют газовые силы на нижний, находящийся в крышке вкладыш коренного подшипника У-образного двигателя. Отсутствие скосов на нижнем вкладыше коренного подшипника в зоне действия газовых сил увеличивает площадь рабочей поверхности вкладыша подшипника и способствует более равномерному распределению нагрузки на подшипник, а цилиндрический вкладыш в коренной опоре, которая всегда является жесткой, будет иметь высокую надежность работы.

Таким образом можно рекомендовать применять данное техническое решение в коренных подшипниках У-образных двигателей. В обоих случаях сопряжение вкладышей в плоскости разъема гарантирует работу подшипника без соскабливания масла с шейки коленчатого вала без скоса на эксцентричном вкладыше.

Формула изобретения

ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ ДЛЯ КОРЕННЫХ ОПОР У-ОБРАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, состоящий из опоры, крышки и двух тонкостенных вкладышей, один из которых выполнен цилиндрическим, а другой - с эксцентриситетом, отличающийся тем, что цилиндрический тонкостенный вкладыш выполнен со скосами на концах и размещен в опоре подшипника, а эксцентричный тонкостенный вкладыш размещен в крышке подшипника, причем в зоне разъема вкладыши имеют одинаковую толщину, а в зоне симметрии толщина эксцентричного вкладыша не менее толщины цилиндрического вкладыша.

РИСУНКИ

Рисунок 1