Блок-картер туннельного типа с составными цилиндрическими подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала

 

Использование: машиностроение, поршневые двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: каждый цилиндрический подшипник скольжения блок-картера выполнен из двух частей с кольцевыми канавками на наружной поверхности, заполненными смазкой, установлен с зазором в расточке соответствующей опоры туннеля блок-картера с возможностью вращения и зафиксирован от перемещения в осевом направлении стопорными кольцами. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Известен блок-картер туннельного типа с роликовыми подшипниками для коренных шеек коленчатого вала. Коренные опоры вала являются беговыми дорожками для роликовых коренных подшипников. Наружные кольца подшипников фиксируются в осевом направлении в расточках блок-картера стопорными кольцами. Подшипник первой опоры с внутренним кольцом является упорным (См. например, кн. "Дизели ЗД 20С2. Техническое описание". Изд. N 3/80338р-П7, с. 17, 25, с. 29, рис. 7).

Недостатками известной конструкции блок-картера являются: сложность монтажа и установки подшипников на коленчатом вале и в блок-картере; сложный и трудоемкий в изготовлении и тяжелый коленчатый вал с массивными беговыми дорожками; ограниченный ресурс работы роликовых подшипников, высокая точность и сложность их изготовления; сложность ремонта и восстановления блок-картера и коленчатого вала.

Известны подшипники скольжения для коренных шеек коленчатого вала, устанавливаемого в картере туннельного типа с применениями полукруглого основания, вкладышей крышки, соединенной блоками с основанием, и поджимного сегмента. Сегмент выполнен в виде двух частей, которые симметрично расположены относительно вертикальной оси отверстия, шарнирно соединены с крышкой и имеют распорный болт, разжимающий части сегмента в тангенциальном направлении (см. авторское свидетельство СССР N 144348, F 16 C 9/02, F 16 M 1/022).

Основным недостатком известной конструкции является высокая сложность изготовления подшипника, состоящего из большого числа деталей, которые требуют совместной обработки.

Кроме того, неравномерное давление основания и сегментов подшипника на отверстия туннеля картера не предотвращают образования овализации отверстий картера и обладают сложностью при монтаже вала.

Известны подшипники скольжения для коренных шеек коленчатого вала, устанавливаемого в картере туннельного типа, корпус которых состоит из двух половин, стягиваемых болтами. Нижняя половина корпуса подшипника притягивается болтом к расточке отверстия блок-картера (см. Экспресс-информация "Поршневые и газотурбинные двигатели", ВИНИТИ, N 26, с. 1, рис. 1).

Известная конструкция не предотвращает овализацию отверстия туннеля блок-картера, вследствие одностороннего давления со стороны болта, стопорящего корпус подшипника.

Кроме того, известные способы стопорения корпусов подшипников в отверстиях картеров туннельного типа исключают возможность установки различных типов подшипников скольжения или качения на принципах взаимозаменяемости, т. к. не предусматривают стопорения наружных обойм подшипников качения, в случае их установки от осевого перемещения.

Блок-картеры туннельного типа с роликовыми подшипниками для коренных шеек коленчатого вала применяются для специальных быстроходных дизелей и имеют довольно высокую стоимость изготовления и низкий моторесурс.

Известна конструкция блок-картера туннельного типа с подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала, выбранная в качестве прототипа, с корпусом, состоящим из трех частей, соединенных болтами и вкладышей. Разъем частей корпуса подшипника выполнен Т-образным зубчатым, а сам корпус закреплен в расточке туннеля при помощи одного цилиндрического полукольца и трех конусных полуколец, стягиваемых болтами. Конструкция подшипника предусматривает использование тонкостенных вкладышей. Осевая фиксация корпуса подшипника в работе достигается натягом подшипника в расточке туннеля (см. например, а.с. СССР N 162004, F 16 C 9/02).

Недостатком известной конструкции являются: сложность изготовления корпуса подшипника из трех частей; высокая сложность монтажа и демонтажа, а также стопорения подшипника в туннеле блок-картера; конструкция исключает возможность при необходимости установки в блок-картере коленчатого вала на подшипниках качения, т.к. не предусматривает стопорения наружных обойм подшипников качения от осевого перемещения.

Задача состоит в повышении моторесурса двигателя, улучшении монтажа коленчатого вала, создание блок-картера, пригодного для установки в него без каких-либо переделок, коленчатых валов как с подшипниками скольжения так и качения.

Решение задачи достигается в блок-картере туннельного типа с составными цилиндрическими подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала и с тонкостенными вкладышами тем, что каждый цилиндрический подшипник скольжения выполнен из двух частей с кольцевыми канавками на наружной поверхности, заполненными смазкой (например, ВНИИНП-292 с ультрадисперсной алмазной пылью), установлен с зазором в расточке соответствующей опоры туннеля блок-картера с возможностью вращения и зафиксирован от перемещения в осевом направлении стопорными кольцами. Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения достаточна и необходима для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата поставленной задачи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где: на фиг. 1 изображен продольный разрез блок-картера туннельного типа с коленчатым валом и подшипниками скольжения; на фиг. 2 подшипник скольжения с тонкостенными вкладышами.

В расточку туннеля блок-картера 1 установлен коленчатый вал 2, который опирается коренными шейками на несколько одинаковых цилиндрических подшипников 3.

Подшипники 3 устанавливают в расточке опор туннеля блок-картера с зазором. В осевом направлении подшипники 3 фиксируются стопорными кольцами 4, входящими в расточки опор туннеля блок-картера. На наружной цилиндрической поверхности подшипников 3 имеются кольцевые канавки 5, в которые перед установкой коленчатого вала 2 с подшипниками 3 в блок-картер закладывается пластическая смазка.

Коренные шейки при работе двигателя смазываются маслом, поступающим через сверления 6 в коленчатом валу.

Подшипник состоит из двух половин 7 и 8. В нижнюю половину 8 вворачивают две шпильки 9. Верхнюю половину 7 притягивают к нижней с помощью гаек 10 через пружинные шайбы 11. Для исключения смещения половин 7, 8 относительно друг друга устанавливают два штифта 12. Во внутреннюю расточку половинок подшипника устанавливают два вкладыша 13 и 14. Для фиксации вкладыши имеют специальные отогнутые усики 15 и 16, которые при сборке входят в специально профрезерованные пазы половин подшипника.

Для сохранения необходимой цилиндрической формы наружной и внутренней окончательной расточки половин подшипника производят в сборе в затянутом состоянии (без вкладышей).

Сборка подшипников и монтаж коленчатого вала осуществляется следующим образом: на коренные шейки коленчатого вала 2 монтируются подшипники 3 с вкладышами 13 и 14; проверяется плавность вращения подшипников 3 на коленчатом вале 2; в канавки 5 подшипников 3 закладывается пластическая смазка; блок-картер 1 нагревается до температуры 80-90^oC (например проливом горячей воды); в туннель блок-картера 1 со стороны обратной передаче вкладывается коленчатый вал 2 с подшипниками 3; подшипники 3 фиксируются в осевом направлении стопорными кольцами 4.

Благодаря тому, что между подшипниками и расточками туннеля блок-картера имеется зазор и тому, что блок-картер предварительно нагревается, монтаж коленчатого вала с подшипниками осуществляется легко, без приложения каких-либо усилий.

От проворота подшипники ничем не фиксируются в расточках туннеля блок-картера. Для сохранения зазора между расточками блок-картера и подшипниками во время работы двигателя, блок-картер и половицы подшипника изготовлены из одинакового материала (в нашем случае из чугуна ВЧ-40).

Отсутствие в расточках туннеля блок-картера стопорящих от проворота подшипников устройств, отсутствие влияния овализации туннеля блок-картера, а также применение стопорных колец позволяет в один и тот же блок-картер устанавливать коленчатый вал как с подшипниками скольжения, так и с подшипниками качения, т.е. сохраняется взаимозаменяемость.

Во время работы двигателя подшипники будут вращаться в расточках туннеля блок-картера со скоростью ≈ 1-2 об/мин, равной скорости вращения наружных обойм подшипников качения.

Формула изобретения

Блок-картер туннельного типа с составными цилиндрическими подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала, включающий токостенные вкладыши, отличающийся тем, что каждый цилиндрический подшипник скольжения выполнен из двух частей с кольцевыми канавками на наружной поверхности, заполненными смазкой, установлен с зазором в расточке соответствующей опоры туннеля блок-картера с возможностью вращения и зафиксирован от перемещения в осевом направлении стопорными кольцами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2