Сборно-разборный коленчатый вал механизма и его подшипники качения

 

Коленчатый вал предназначен для использования в поршневых машинах, в частности в двигателях внутреннего сгорания. Коленвал разделен на детали с их последующим скреплением крепежными болтами после надевания на шатунные и коренные шейки коленвала подшипников качения. Щеки коленвала соединены с шейками. Между щеками установлены ограничители. Пластины коленвала образуют бесшатунную этажерку, внутри которой размещена шатунная шейка с подшипниками качения. Изобретение позволяет исключить боковые усилия, приводящие к неравномерной выработке стенок цилиндра при работе двигателя, уменьшает массу и обеспечивает строго вертикальное перемещение поршня в цилиндре. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования поршневых машин - двигателей насосов и компрессоров, в частности коленчатого вала, в частности оснащения его шатунных и коренных шеек подшипниками качения, при этом решается задача возможности использования неэтилированного бензина, при этом без снижения мощности двигателя внутреннего сгорания одновременно решается вторая задача: значительного уменьшения вредных выбросов в атмосферу. Достигается это заменой скользящих шатунных и коренных подшипников подшипниками качения, при этом решена третья задача: упрощенного запрессовывания подшипников качения на шатунные и коренные шейки коленчатого вала с последующим соединением крепежными болтами через отверстия щек, шеек, между которыми размещены соединительные элементы, одновременно крепежные болты посредством обжатия этих элементов упрочняют металл коленчатого вала. Четвертая задача - упрощается замена подшипников качения коренной и шатунной шеек. Решение пятой задачи - уменьшение массы поршневого механизма двигателя обеспечено выполнением каждого элемента сборного коленчатого вала с пустотами, в том числе и крепежные болты выполняют трубчатого профиля.

Из уровня техники известно устройство, принятое в качестве аналога, предложенного экспертизой: патент Российской Федерации (RU) 2011897, кл. F 16 C 3/06, 1994 г., который выполнен сборным, щеки скреплены с шатунными и коренными шейками, а перед монтажом щек на опорные шейки насаживают подшипники качения.

На чертеже изображен фрагмент продольного разреза предложенного узла механизма коленчатого вала и этажерки, состоящего из сборных элементов.

Сборно-разборный коленчатый вал механизма и его подшипники качения выполняются, например, из полых, облегченных элементов: болт крепежный 1 может быть трубчатого профиля, количество, длина и сечение определяются чертежом (см. чертеж, на котором условно обозначены 1, 1г и 1б болты с гайками разной длины). Щека с двумя отверстиями 2 может выполняться с пустотами в зеркальном исполнении, условное обозначение 2л и 2п. Количество их - по две щеки для каждого поршня с цилиндром. Ограничитель 3 шатунной шейки коленчатого вала условно обозначен на чертеже через 3л и 3п, для каждой шатунной шейки 2 шт. (3л + 3п). Шейка шатунного подшипника 4 закрепляется между ограничителями 3л и 3п, предварительно при этом на каждую шейку 4 запрессовывается подшипник качения 5. Ограничители 6 коренных шеек 7 также скрепляются болтом 1 между торцами коренных шеек 7 и щеками 2л и 2п. При этом предварительно на коренную шейку 7 также запрессовывается подшипник качения 8. Позиция 9 на чертеже обозначает условно часть блока цилиндров, а позиция 10 обозначает часть крышки картера блока цилиндров. Бесшатунная этажерка монтируется на шатунном подшипнике качения 5 и в свою очередь содержит нижнюю поперечную пластину этажерки 11, внутренняя поверхность которой гуммируется маслостойкой резиной либо изготовляется из прочного неметалла, и верхнюю поперечную пластину 12 аналогичного исполнения. Детали 11 и 12 скрепляются соединительными трубками 13, через которые проходят, например, болты 14. Позиция 15 обозначает эластичный слой в виде гуммирования или подобного исполнения из другого материала, и позиция 16 обозначает поршень с юбкой 17.

Сборно-разборный коленчатый вал с подшипниками качения на шатунных и коренных шейках в совокупности с бесшатунной этажеркой или шатунным механизмом может быть изготовлен как из металла, так из другого подобной прочности материала на одном из заводов, изготавливающих поршневые двигатели автомобилей, тракторов, самолетов, плавательных средств и др. назначения.

Работа поршневого двигателя - машины будет значительно облегчена наличием катучих подшипников, при этом заводка двигателя внутреннего сгорания, особенно в зимнее время, будет значительно облегчена. Другие преимущества в работе двигателя, достигнутые предложенным изобретением, перечислены выше.

Формула изобретения

Коленчатый вал механизма, содержащий щеки, соединенные с шатунными и коренными шейками, и установленные на шейках подшипники качения, отличающийся тем, что он снабжен ограничителями, установленными между шейками, и пластинами, внутренние поверхности которых гуммированы маслостойким эластичным слоем, при этом в щеках выполнены два отверстия под болты, соединяющие между собой щеки и шейки, а пластины соединены между собой с образованием бесшатунной этажерки, внутри которой размещена шатунная шейка с подшипником качения.

РИСУНКИ

Рисунок 1