КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F16C3/14 F01M1/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве коленчатых валов V-образного восьмицилиндрового двигателя с углом между кривошипами 90°.

Известен коленчатый вал, содержащий коренные и шатунные шейки, каналы отвода и подвода масла, пересекающиеся в теле шатунной шейки, при этом каналы подвода масла ограничены каналами отвода, выполненными перпендикулярно образующей шатунной шейки и выходящими в область низких нагрузок (см. а.с. SU №1449720, М. кл.⁴ F16C 3/14).

Недостатком известного технического решения является наличие пульсирующей подачи масла в момент однократного, в течение оборота коленчатого вала, пересечения с отверстием подачи масла в коренной опоре блока цилиндров двигателя.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является четырехтактный, четырехцилиндровый рядный двигатель внутреннего сгорания, в котором коленчатый вал имеет коренные и шатунные шейки с диаметральными отверстиями, сообщенными между собой при помощи наклонных каналов (см. а.с. SU №1393950, М. кл.⁴ F16C 3/14).

Недостатком известного технического решения является нетехнологичность изготовления коленчатого вала из-за наличия дополнительных отверстий подачи смазки и образования трудноудаляемых заусенцев в местах их пересечений.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение технологичности изготовления коленчатого вала за счет минимального количества базировок при сверлении отверстий подвода смазки с сохранением работоспособности коренных и шатунных подшипников скольжения.

Данная задача решается за счет того, что в коленчатом вале двигателя внутреннего сгорания, содержащем пересекающиеся между собой отверстия подвода масла в коренных шейках и наклонные отверстия подвода масла к шатунным шейкам, отверстия подвода масла в коренных шейках расположены в одной плоскости с отверстиями подачи масла к шатунным шейкам крайних кривошипов коленчатого вала, при этом указанная плоскость расположена под углом β, образованным с одной стороны осью, проходящей через первый и последний кривошип, а с другой стороны плоскостью, в которой лежат оси маслоподводящих отверстий к шатунным шейкам первого и последнего кривошипа, причем угол β равен 12°...30°.

Такое выполнение отверстий позволяет улучшить технологичность изготовления коленчатого вала при обеспечении работоспособности подшипников скольжения.

Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявленное техническое решение является неочевидным для квалифицированных специалистов в данной области, так как оно разрешило, казалось бы, неразрешимое противоречие, а именно:

- с одной стороны для улучшения технологичности изготовления коленчатого вала необходимо свести к минимуму количество базировок при сверлении отверстий в коренных и шатунных шейках с обеспечением их обязательного пересечения;

- с другой стороны расположение выходов указанных отверстий на поверхность коренных шеек не должно нарушать гидродинамический режим работы подшипника скольжения.

Выполнение же маслоподводящих отверстий в коренных шейках в одной плоскости с отверстиями подвода масла к шатунным шейкам крайних кривошипов коленчатого вала позволило улучшить технологичность изготовления коленчатого вала с одновременным сохранением работоспособности подшипников скольжения и таким образом разрешило вышеуказанное противоречие, что является доказательством соответствия заявленного решения критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение позволило улучшить технологичность изготовления коленчатых валов по следующим параметрам:

- угловое расположение отверстий подвода масла на всех коренных шейках коленчатого вала выполнено одинаковым, что позволило отказаться от многократной ориентации коленчатого вала на операциях сверления маслоподводящих отверстий, на операциях зачистки и полировки краев этих отверстий в местах их выхода на поверхность коренных шеек и на операциях промывки и очистки внутренних полостей и отверстий коленчатого вала от стружки и других загрязнений;

- углы наклона к образующей шатунных шеек осей маслоподающих отверстий к шатунному подшипнику, проходящих через крайние, как правило, более толстые щеки, выполнены одинаковыми с углами наклона отверстий подвода масла к шатунным подшипникам, проходящих через промежуточные, более тонкие щеки.

Это позволило унифицировать конструкцию ориентирующих кондукторов и исключить случаи поломок дорогостоящего инструмента с сокращением простоев при его замене, при этом сохранено условие обязательного пересечения маслоподающих отверстий в коренных и шатунных шейках.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен коленчатый вал ДВС, общий вид;

на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1;

на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1;

на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1;

на фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.1.

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания содержит коренные шейки 1, шатунные шейки 2, щеки 3, отверстия 4 подачи масла, выполненные в коренных шейках, и наклонные отверстия 5 подачи масла от коренных шеек 1 через щеку 3 к шатунным шейкам 2. Маслоподающие отверстия 4 в коренных шейках 2 и отверстия 5 подачи масла к шатунным подшипникам пересекаются между собой и находятся в одной плоскости, распложенной под углом β. При этом угол β образован с одной стороны осью, проходящей через первый и последний кривошип, а с другой стороны плоскостью, в которой лежат оси маслоподводящих отверстий к шатунным шейкам первого и последнего кривошипа, а его величина определяется экспериментальным путем и находится в диапазоне 12°...30°.

Отсутствие влияния на работоспособность подшипников скольжения коренных опор двигателя выходов отверстий в коренных шейках коленчатого вала при их одинаковом угловом расположении относительно крайних кривошипов коленчатого вала была подтверждена проведенными в ОАО «КАМАЗ» комплексом исследовательских работ, включающим в себя расчетные исследования, а также длительные моторные испытания восьмицилиндровых V-образных двигателей, укомплектованных коленчатыми валами, в которых маслоподводящие отверстия в коренных шейках были выполнены согласно заявляемого технического решения. Результат этих работ - положительный.

Заявляемое техническое решение позволяет улучшить технологичность изготовления коленчатого вала за счет минимального количества базировок при сверлении указанных отверстий с сохранением работоспособности коренных и шатунных подшипников скольжения.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве коленчатых валов V-образного восьмицилиндрового двигателя с углом между кривошипами 90°. Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания содержит пересекающиеся между собой отверстия подвода масла в коренных шейках и отверстия подачи масла к шатунным шейкам. Отверстия подвода масла в коренных шейках расположены в одной плоскости с отверстиями подвода масла к шатунным шейкам крайних кривошипов коленчатого вала. При этом указанная плоскость расположена под углом, образованным с одной стороны осью, проходящей через первый и последний кривошип, а с другой стороны плоскостью, в которой лежат оси маслоподводящих отверстий к шатунным шейкам первого и последнего кривошипа. Технический результат: улучшение технологичности изготовления коленчатого вала за счет минимального количества базировок при сверлении отверстий подвода масла в коренных и шатунных шейках. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, содержащий пересекающиеся между собой отверстия подвода масла в коренных шейках и наклонные отверстия подвода масла к шатунным шейкам, отличающийся тем, что отверстия подвода масла в коренных шейках расположены в одной плоскости с отверстиями подачи масла к шатунным шейкам крайних кривошипов коленчатого вала, при этом указанная плоскость расположена под углом β, образованным с одной стороны осью, проходящей через первый и последний кривошип, а с другой стороны плоскостью, в которой лежат оси маслоподводящих отверстий к шатунным шейкам первого и последнего кривошипа.2. Коленчатый вал по п.1, отличающийся тем, что угол β равен 12...30°.