Устройство для смазки шатунного подшипника, транспортное средство, содержащее данное устройство, и способ смазки шатунного подшипника Российский патент 2022 года по МПК F02F3/22 F01M1/06 F01M1/08 F16C33/10 F16C7/02 

Изобретение относится к устройству и к способу смазки шатунного подшипника на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания.

Известна технология снабжения смазочным маслом шатунного подшипника изнутри через коленчатый вал в месте расположения шатунной шейки коленчатого вала. Для этого во вкладыше коренного подшипника коленчатого вала может присутствовать паз, в который подается масло под давлением. Через отверстие в коленчатом валу масло может протекать от коренного подшипника к шатунному подшипнику в месте расположения шатунной шейки коленчатого вала, пока отверстие в коренном подшипнике совмещено с пазом вкладыша коренного подшипника. Такие способы смазки известны, например, из DE 102004032590 А1.

В DE 102004048939 А1 дополнительно описывается стержень шатуна, включающий тело стержня шатуна с выполненным на первом конце (нижняя головка шатуна) отверстием в шатунной шейке (большое отверстие в нижней головке шатуна) и с выполненным на втором конце (верхняя головка шатуна) отверстием в поршневом пальце (малое отверстие в верхней головке шатуна). Стержень шатуна включает трубку, соединенную с телом стержня шатуна для передачи смазочного средства от первого конца ко второму концу.

Недостатком известных систем смазки шатунных подшипников может быть трудоемкость и затратность создания отверстий в коленчатом валу. Кроме того, такие отверстия могут уменьшить долговечность коленчатого вала. Снабжение шатунных подшипников смазочным маслом через вкладыши коренных подшипников дополнительно требует большого потока масла, создаваемого масляным насосом, который для этой цели должен обладать соответствующими характеристиками и на привод которого расходуется энергия (топливо).

В основе данного изобретения лежит задача создания альтернативного и/или улучшенного устройства либо, соответственно, альтернативного и/или улучшенного способа смазки шатунного подшипника коленчатого вала, в частности, без недостатков, присущих известным технологиям.

Поставленная задача достигается за счет устройства и способа по независимым пунктам формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.

Устройство предназначено для смазки шатунного подшипника на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания. Устройство включает поршень с каналом для рабочей среды, в частности, с внутренним каналом для охлаждающей поршень среды и выпускным каналом, соединенным с каналом по текучей среде. Устройство включает шатун, соединенный с поршнем шарнирным соединением, в частности, с возможностью поворота, и большое отверстие в головке шатуна (или, соответственно, отверстие в шатунной шейке) и соединительный канал (в частности, внутренний). Большое отверстие в головке шатуна выполнено для размещения шатунного подшипника. Соединительный канал образует непосредственное соединение по текучей среде между выпускным каналом и большим отверстием в головке шатуна, благодаря чему рабочая среда, в частности, смазочно-охлаждающая среда (например, масло) имеет возможность подачи или подается от канала для рабочей среды через выпускной канал и соединительный канал к большому отверстию в головке шатуна.

Тем самым, шатунный подшипник на коленчатом валу может смазываться охлаждающим маслом для поршня. В частности, шатунный подшипник может смазываться охлаждающим маслом из внутреннего канала для охлаждающей среды поршня. Тем самым, охлаждающее масло выполняет роль смазочного масла. Это позволяет отказаться от всех отверстий для смазочного масла в коленчатом валу. Тем самым, можно значительно увеличить долговечность коленчатого вала и снизить расходы. Дополнительно можно отказаться от пазов в подшипниках, что может значительно уменьшить необходимый поток масла и привести к экономии на расходе топлива.

В одном из примеров осуществления изобретения выпускной канал включает выпускное отверстие, в частности, в закругленном днище поршня. В качестве альтернативы или дополнительно соединительный канал включает впускное отверстие, в частности, в закругленной наружной поверхности, в частности, в поверхности наружного диаметра верхней головки шатуна. Тем самым, смазочно-охлаждающая среда, к примеру, масло может подаваться из внутреннего канала для охлаждающей среды в днище поршня для направления в соединительный канал. Смазочно-охлаждающая среда может направляться в соединительный канал в месте расположения верхней головки шатуна. Закругление днища поршня и верхней головки шатуна позволяет днищу поршня и верхней головке шатуна перекрывать друг друга во время движения поршня вверх и вниз и, тем самым, поворота шатуна относительно поршня.

В дополнительном примере осуществления изобретения соединительный канал включает впускную область, образованную, в частности, ступенчатым углублением в наружной поверхности, в частности, в поверхности наружного диаметра верхней головки шатуна. Ступенчатая форма углубления позволяет изготовить впускную область соединительного канала простым способом, в результате чего в зависимости от углового положения между поршнем и шатуном возможны совмещение впускной области и выпускного отверстия выпускного канала или закрытие днищем поршня соединительного канала.

В дополнительном варианте осуществления изобретения наклонное отверстие, продолжающееся от углубления на некотором расстоянии от малого отверстия в головке шатуна через верхнюю головку шатуна к стержню шатуна. Как необязательный элемент соединительный канал дополнительно включает продольное отверстие, продолжающееся от большого отверстия в головке шатуна через стержень шатуна к наклонному отверстию. Наклонное отверстие позволяет соединительному каналу обойти малое отверстие в головке шатуна. Дополнительно эти отверстия могут быть изготовлены простым способом. Наклонное отверстие может быть просверлено от донной поверхности углубления через верхнюю головку шатуна до стержня шатуна. Продольное отверстие может быть просверлено от большого отверстия в нижней головке шатуна через стержень шатуна до соединения с наклонным отверстием. В каждом случае отверстия могут представлять собой глухие отверстия, соединяющиеся друг с другом в соответствующем конце для получения соединительного канала.

В другом примере осуществления изобретения верхняя головка шатуна и днище поршня соответствуют друг другу так, что расстояние между примыкающей к выпускному отверстию выпускного канала областью днища поршня и примыкающей к впускному отверстию соединительного канала областью верхней головки шатуна составляет менее 0,1 см, в частности, менее 0,01 см. Например, это расстояние может находиться в диапазоне от 0,01 до 0,001 см. Для создания точного расстояния может потребоваться точная механическая обработка соответствующих областей днища поршня и верхней головки шатуна. Небольшое расстояние позволяет рабочей среде протекать из выпускного канала в соединительный канал без значительной утечки. Возникающая утечка смазывает пространство между этими областями. Кроме того, небольшое расстояние позволяет донной поверхности, по большей части, перекрывать соединительный канал, когда днище поршня совмещается с впускным отверстием соединительного канала, например, при движении поршня и шатуна вниз.

В дополнительном варианте осуществления изобретения область днища поршня и область верхней головки шатуна перекрывают друг друга во время поворотного движения между поршнем и шатуном. Движение перекрытия с сохранением расстояния между областями позволяет выпускному отверстию выпускного канала совмещаться с впускным отверстием соединительного канала во время первой части поворотного движения. Дополнительно выпускное отверстие выпускного канала и впускное отверстие соединительного канала могут не совмещаться во время второй части поворотного движения. В этом случае область днища поршня может перекрывать соединительный канал и, тем самым, в значительной мере закрывать его.

В одном из вариантов осуществления изобретения днище поршня закрывает впускное отверстие соединительного канала во время движения поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, в частности, для уменьшения склонности к кавитации в соединительном канале. В качестве альтернативы или дополнительно выпускное отверстие выпускного канала совмещается с впускным отверстием соединительного канала, в частности, только во время движения поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Тем самым, соединительный канал может заполняться рабочей средой из выпускного канала во время движения поршня вверх. При этом из-за большого значения ускорения поршня и шатуна при движении вверх давление рабочей среды может сильно увеличиваться, например, до 6 бар, и рабочая среда может подаваться под таким давлением на шатунный подшипник. Во избежание кавитации рабочей среды в соединительном канале во время движения шатуна вниз впускное отверстие соединительного канала может быть закрыто днищем поршня во время движения шатуна вниз. Это может предотвратить или по меньшей мере уменьшить кавитацию, в результате чего воздействия на поток через соединительный канал во время следующего движения вверх не будет или оно будет минимальным.

В частности, впускное отверстие соединительного канала и выпускное отверстие выпускного канала могут быть подогнаны друг к другу так, чтобы рабочая среда могла подаваться или подавалась из выпускного канала в соединительный канал, в частности, только во время движения поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. В качестве альтернативы или дополнительно, впускное отверстие соединительного канала и выпускное отверстие выпускного канала могут быть подогнаны друг к другу так, чтобы рабочая среда не могла подаваться или не подавалась из выпускного канала в соединительный канал во время движения поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке.

В дополнительном варианте осуществления изобретения днище поршня перекрывает впускное отверстие соединительного канала в одном из угловых диапазонов, который меньше предварительно заданного углового диапазона, в пределах которого шатун соединен с поршнем с возможностью поворота. Иными словами, шатун поворачивается относительно поршня во время движения вверх и вниз в пределах предварительно заданного углового диапазона. Во время этого поворотного движения днище поршня перекрывает впускное отверстие соединительного канала лишь временно, т.е. в пределах углового диапазона, значение которого меньше предварительно заданного углового диапазона.

В качестве альтернативы или дополнительно выпускное отверстие выпускного канала совмещается с впускным отверстием соединительного канала в одном из угловых диапазонов, который меньше предварительно заданного углового диапазона, в пределах которого шатун соединен с поршнем с возможностью поворота. Иными словами, шатун поворачивается относительно поршня во время движения вверх и вниз в пределах предварительно заданного углового диапазона. Во время этого поворотного движения выпускное отверстие выпускного канала совмещается с впускным отверстием соединительного канала лишь временно, т.е. в пределах углового диапазона, значение которого меньше предварительно заданного углового диапазона.

Тем самым, поворотное соединение шатуна с поршнем во время движения вверх и вниз используется для открытия или закрытия впускного отверстия соединительного канала. Например, предварительно заданный угловой диапазон может находиться в пределах от 30° до 40°. В этом случае угловой диапазон, в пределах которого выпускное отверстие выпускного канала совмещается с впускным отверстием соединительного канала, может составлять, например, от 10° до 20°. Угловой диапазон, в пределах которого днище поршня перекрывает впускное отверстие соединительного канала, может составлять, например, от 15° до 30°.

В одном из вариантов осуществления изобретения соединение по текучей среде между выпускным каналом и соединительным каналом представляет собой прерывистое соединение по текучей среде и/или, в основном, присутствует только во время движения поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Тем самым, движение поршня и шатуна вверх может быть целенаправленно использовано для передачи рабочей среды из выпускного канала к шатунному подшипнику через соединительный канал.

В дополнительном варианте осуществления изобретения соединительный канал продолжается в обход малого отверстия в головке шатуна (или, соответственно, отверстия для поршневого пальца) и/или поршневого пальца, соединяющего шатун с поршнем с возможностью вращения.

В одном из примеров осуществления изобретения верхняя головка шатуна обладает увеличенной толщиной стенки в области, через которую продолжается соединительный канал. В качестве альтернативы или дополнительно поршень обладает увеличенной толщиной стенки в области, через которую продолжается выпускной канал. Увеличенная толщина стенок делает возможным приближение верхней головки шатуна и днища поршня друг к другу. Тем самым, точная обработка днища поршня и верхней головки шатуна позволяет создать между днищем поршня и верхней головкой шатуна очень маленькое расстояние в областях выпускного отверстия выпускного канала и впускного отверстия соединительного канала.

В дополнительном примере осуществления изобретения устройство включает сопло для впрыска рабочей среды, направленное на впускное отверстие впускного канала поршня, соединенного по текучей среде с каналом для рабочей среды. Через сопло для впрыска рабочей среды масло может впрыскиваться в канал для рабочей среды через впускной канал. Кроме охлаждения поршня это масло может быть направлено через выпускной канал и соединительный канал к шатунному подшипнику для его смазки.

В частности, в сопло для впрыска рабочей среды может подаваться смазочно-охлаждающая среда, например, масло, из смазочно-охлаждающего контура двигателя внутреннего сгорания.

В дополнительном примере осуществления изобретения сопло для впрыска рабочей среды предусмотрено отдельно от поршня и от шатуна. В качестве альтернативы или дополнительно сопло для впрыска рабочей среды расположено внутри картера или закреплено на нем.

В частности, канал для рабочей среды может продолжаться в поршне в форме кольца.

В частности, коленчатый вал может не иметь отверстий для подачи смазочного масла к шатунному подшипнику.

Изобретение также относится к транспортному средству, в частности, к транспортному средству хозяйственного назначения (например, автобусу или грузовому автомобилю) с устройством согласно приведенному здесь описанию.

Также существует возможность применения описанного здесь устройства для легковых автомобилей, двигателей большой мощности, транспортных средств повышенной проходимости, стационарных двигателей, судовых двигателей и т.д.

Дополнительно изобретение также относится к способу смазки шатунного подшипника на коленчатом валу. Способ включает подачу рабочей среды, в частности, смазочно-охлаждающей среды от канала для рабочей среды, в частности, внутреннего канала для охлаждающей среды поршня к шатунному подшипнику через соединительный канал шатуна, при этом соединительный канал образует непосредственное соединение по текучей среде между выпускным каналом поршня, соединенным с каналом по текучей среде, и большим отверстием в головке шатуна, в который входит шатунный подшипник.

В частности, способ может предполагать применение раскрытого здесь устройства.

Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:

Фиг. 1 Сечение поршня двигателя внутреннего сгорания по одному примеру осуществления изобретения;

Фиг. 2 Сечение примерного поршня, шатуна и коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания; и

Фиг. 3 Несколько расположенных рядом друг с другом сечений, показывающих движение поршня и шатуна во время вращения коленчатого вала.

Изображенные на фигурах варианты осуществления изобретения совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления либо, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений.

На фиг. 1 изображено сечение поршня 10 двигателя внутреннего сгорания, расположенное эксцентрично относительно центральной оси поршня 10. Двигатель внутреннего сгорания может быть установлен, например, в транспортном средстве, в частности, в транспортном средстве хозяйственного назначения. Транспортным средством хозяйственного назначения может быть, например, грузовой автомобиль или автобус. Двигатель внутреннего сгорания может включать некоторое количество цилиндров с некоторым количеством поршней 10.

Поршень 10 включает выполненный в виде внутреннего канала для охлаждающей среды канал 12 для рабочей среды. Канал 12 для рабочей среды может продолжаться, например, в форме кольца внутри поршня 10. С помощью сопла 14 для впрыска рабочая среда, в частности, смазочно-охлаждающая среда, например, масло, может впрыскиваться в канал 12 для рабочей среды. Сопло 14 может быть закреплено, например, на картере 16 (указано только схематически). Сопло 14 направлено на впускное отверстие 18 впускного канала 20 поршня 10. Впускной канал 20 соединяется с каналом 12 для рабочей среды. Впрыскиваемая через впускное отверстие 18 рабочая среда от сопла 14 попадает в канал 12 через впускной канал 20. Здесь рабочая среда охлаждает поршень 10. Канал 12 может быть соединен с впускным каналом (на фиг.1 не виден), расположенным, к примеру, со смещением на 180° вокруг центральной оси поршня относительно впускного канала 20.

На фиг. 2 поршень 10 изображен с дополнительным сечением, при этом плоскость сечения проходит центрически относительно центральной оси поршня 10. Для наглядности сопло 14 и картер 16, показанные на фиг. 1, на фиг. 2 не изображены.

Поршень 10 соединен с коленчатым валом 24 посредством шатуна 22 шарнирным соединением, в частности, с возможностью поворота. Коленчатый вал 24 установлен в картере с возможностью вращения вокруг оси относительно картера. Поршень 10 выполнен с возможностью поступательного движения относительно стенок цилиндра (не изображен). Поступательные движения поршня 10 в цилиндре преобразуются во вращательное движение коленчатого вала 24 вокруг его оси вращения. При выполнении поступательных движений вверх и вниз поршень 10 может опираться на стенки цилиндра.

Поршень 10 включает выпускной канал 26. Выпускной канал 26 продолжается между каналом 12 для рабочей среды и выпускным отверстием 28 в днище 30 поршня 10. Выпускной канал 26 может быть просверлен в поршне 10 со стороны днища 30. Выпускное отверстие 28 расположено в закругленной области днища 30.

Шатун 22 включает верхнюю головку 32, стержень 34 и нижнюю головку 36. Стержень 34 шатуна продолжается между верхней головкой 32 и нижней головкой 36 шатуна.

Верхняя головка 32 шатуна включает малое отверстие 38. В малом отверстии 38 поршневой палец 40 установлен в подшипник 42, выполненный, например, в виде подшипника скольжения. Поршневой палец 40 соединяет шатун 22 с поршнем 10 с возможностью поворота. В частности, шатун 22 имеет возможность поворота относительно поршня 10 во время движения поршня 10 вверх и вниз в пределах предварительно заданного углового диапазона, например, в диапазоне от 30° до 40°. Поршневой палец 40 и подшипник 42 могут смазываться туманом из рабочей среды, например, масляным туманом, образующимся в результате впрыскивания рабочей среды через сопло 14 (см. фиг. 1). Поршневой палец 40 зафиксирован по оси в поршне, например, с помощью стопорных колец.

Нижняя головка 36 шатуна включает большое отверстие 44. В большом отверстии 44 находится шатунный подшипник 46, выполненный, например, в виде подшипника скольжения. Шатунный подшипник 46 соединяет шатун 22 с шатунной шейкой коленчатого вала 24 с возможностью поворота.

Для реализации смазки шатунного подшипника 46 шатун 22 включает соединительный канал 48. Соединительный канал 48 может формировать соединение по текучей среде между выпускным каналом 26 и большим отверстием 44 в нижней головке шатуна. Тем самым, канал 12, выпускной канал 26 и соединительный канал 48 образуют устройство для смазки шатунного подшипника 46.

Соединительный канал 48 продолжается между впускным отверстием 50 и выпускным отверстием 52. Впускное отверстие 50 предусмотрено в закругленной поверхности 54 наружного диаметра верхней головки 32 шатуна. Выпускное отверстие 52 предусмотрено в поверхности 56 внутреннего диаметра большого отверстия 44 в головке шатуна.

Соединительный канал 48 включает, например, впускную область 58, наклонное отверстие 60 и продольное отверстие 62. Впускная область 58 образована ступенчатым углублением в поверхности 54 наружного диаметра верхней головки 32 шатуна. Наклонное отверстие 60 продолжается от донной поверхности впускной области 58 до стержня 34 шатуна. Наклонное отверстие 60 продолжается в обход малого отверстия 38 в головке шатуна и поршневого пальца 40. Наклонное отверстие 60 может быть просверлен от донной поверхности углубления. Наклонное отверстие 60 представляет собой отверстие под углом относительно продольной оси шатуна 22. Продольное отверстие 62 продолжается от поверхности 56 внутреннего диаметра большого отверстия 44 в нижней головке шатуна через стержень 34 шатуна к концу наклонного отверстия 60. Продольное отверстие 62 может продолжаться, например, вдоль центральной продольной оси шатуна 22 или параллельно ей. Продольное отверстие 62 может быть просверлено от поверхности 56 внутреннего диаметра.

В области выпускного отверстия 28 и впускного отверстия 50 днище 30 поршня и верхняя головка 32 шатуна специально подогнаны друг к другу. Днище 30 поршня и верхняя головка 32 шатуна обработаны так, что между днищем 30 поршня и поверхностью 54 наружного диаметра верхней головки 32 шатуна остается лишь небольшой зазор. Зазор может быть меньше 0,1 см, в частности, меньше 0,01 см. Предпочтительно, чтобы значение зазора находилось в диапазоне от 0,01 до 0,001 см. Для обеспечения возможности создания такого зазора механической обработкой верхняя головка 32 шатуна и поршень 10 в этой области обладают увеличенной толщиной материала. Зазор предотвращает трение верхней головки 32 шатуна о днище 30 поршня. Вместе с тем при совмещении выпускного отверстия 28 и впускного отверстия 50 зазор делает возможным соединение по текучей среде между выпускным каналом 26 и соединительным каналом 48.

Как подробно описывается далее на примере фиг.3, днище 30 поршня - в области выпускного отверстия 28 и верхняя головка 32 шатуна - в области впускного отверстия 50 перекрываются во время работы двигателя внутреннего сгорания так, что создается прерывистое соединение по текучей среде между каналом 12 и шатунным подшипником 46.

На фиг. 3 изображен поршень 10 во время движения вверх и вниз. При движении вверх поршень 10 двигается от так называемой нижней мертвой точки к так называемой верхней мертвой точке. При движении вниз поршень двигается от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке.

Во время движения вверх выпускное отверстие 28 и впускное отверстие 50 совмещаются. Совмещение происходит в пределах углового диапазона (например, менее 10°, 15° или 20°), величина которого меньше предварительно заданного углового диапазона, в пределах которого соединение шатуна 22 позволяет ему поворачиваться относительно поршня 10. Рабочая среда из канала 12 выдавливается во время движения вверх из выпускного отверстия 28 через зазор и впускное отверстие 50 в соединительный канал 48. В этом случае, например, из-за большого ускорения шатуна 22 давление рабочей среды может достигать 6 бар. Рабочая среда может направляться к шатунному подшипнику 46 и смазывать его. Затем рабочая среда может стекать, например, через радиальные отверстия (не показаны) в нижней головке 36 шатуна в масляный поддон.

Во время движения вниз впускное отверстие 50 перекрывается днищем 30 поршня. Перекрытие происходит в пределах углового диапазона (например, менее 15°, 20° или 25°), величина которого меньше предварительно заданного углового диапазона, в пределах которого соединение шатуна 22 позволяет ему поворачиваться относительно поршня 10. Перекрытие впускного отверстия 50 позволяет уменьшить склонность к кавитации рабочей среды в соединительном канале 48 во время движения вниз. В противном случае кавитация могла бы в значительной степени нарушить поток среды через соединительный канал 48 во время следующего движения вверх.

Раскрытое здесь устройство для смазки шатунного подшипника 46 основано на инновационном способе смазки. Этот способ смазки включает подачу, в частности, впрыск рабочей среды, например, масла, через сопло 14 в канал 12 поршня 10. Способ дополнительно включает подачу рабочей среды от канала 12 через выпускной канал 26 поршня 10 и соединительный канал 48 шатуна 22 к шатунному подшипнику 46. Следует обратить внимание на то, что для реализации способа возможны и другие конфигурации, в частности, выпускного канала 26 и соединительного канала 48.

Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы. В частности, признаки независимого пункта 1 формулы изобретения могут быть раскрыты независимо друг от друга. Дополнительно признаки зависимых пунктов формулы изобретения раскрываются независимо от всех признаков независимого пункта 1 и, к примеру, независимо от признаков касательно наличия и/или конфигурации поршня и/или шатуна из независимого пункта 1.

Список номеров позиций

10 Поршень

12 Канал рабочей среды

14 Сопло для впрыска рабочей среды

16 Картер

18 Впускное отверстие

20 Впускной канал

22 Шатун

24 Коленчатый вал

26 Выпускной канал

28 Выпускное отверстие

30 Днище поршня

32 Верхняя головка шатуна

34 Стержень шатуна

36 Нижняя головка шатуна

38 Малое отверстие в головке шатуна

40 Поршневой палец

42 Подшипник поршневого пальца

44 Большое отверстие в головке шатуна

46 Шатунный подшипник

48 Соединительный канал

50 Впускное отверстие

52 Выпускное отверстие

54 Поверхность наружного диаметра

56 Поверхность внутреннего диаметра

58 Впускная область

60 Наклонное отверстие

62 Продольное отверстие

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Предложено устройство для смазки шатунного подшипника (46) на коленчатом валу (24) ДВС. Устройство включает поршень (10) с каналом (12) для рабочей среды, в частности смазочно-охлаждающей среды (например, масла), и выпускным каналом (26), соединенным с каналом (12) по текучей среде. Устройство включает шатун (22), соединенный с поршнем (10) шарнирным соединением, большое отверстие (44) в головке шатуна и соединительный канал (48). Большое отверстие (44) в головке шатуна выполнено для размещения шатунного подшипника (46). Соединительный канал (48) образует непосредственное, прямое соединение по текучей среде между выпускным каналом (26) и большим отверстием (44) в головке шатуна, благодаря чему рабочая среда подается из канала (12) в большое соединительное отверстие (44) через выпускной канал (26) и соединительный канал (48). Тем самым, шатунный подшипник (46) смазывается охлаждающим маслом из канала (12) для рабочей среды в поршне (10). Таким образом, от трудоемких и уменьшающих долговечность отверстий в коленчатом валу (24) для снабжения шатунного подшипника (46) можно отказаться. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для смазки шатунного подшипника (46) на коленчатом валу (24) двигателя внутреннего сгорания, включающее

поршень (10) с каналом (12) для рабочей среды и выпускным каналом (26), соединенным с каналом (12) по текучей среде;

шатун (22), соединенный с поршнем (10) шарнирным соединением, большое отверстие (44) в головке шатуна и соединительный канал (48), при этом

большое отверстие (44) в головке шатуна выполнено для размещения шатунного подшипника (46); и

соединительный канал (48) образует непосредственное соединение по текучей среде между выпускным каналом (26) поршня (10) и большим отверстием (44) в головке шатуна, так что рабочая среда имеет возможность подачи или подается из канала (12) в большое соединительное отверстие (44) через выпускной канал (26) и соединительный канал (48).

2. Устройство по п. 1, в котором

выпускной канал (26) включает выпускное отверстие (28), в частности, в закругленном днище (30) поршня (10); и/или

соединительный канал (48) включает впускное отверстие (50), в частности, в закругленной наружной поверхности (54), в частности в поверхности наружного диаметра верхней головки (32) шатуна (22).

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором

соединительный канал (48) включает впускную область (48), образованную ступенчатым углублением в наружной поверхности (54), в частности в поверхности наружного диаметра верхней головки (32) шатуна (22).

4. Устройство по п. 3, в котором соединительный канал (48) дополнительно включает

наклонное отверстие (60), продолжающееся от углубления на некотором расстоянии от малого отверстия (38) в головке шатуна (22) через верхнюю головку (32) шатуна к стержню (34) шатуна (22); и

продольное отверстие (62), продолжающееся от большого отверстия (44) в головке шатуна через стержень (34) шатуна к наклонному отверстию (60).

5. Устройство по одному из предыдущих пунктов, в котором

верхняя головка (32) шатуна (22) и днище (30) поршня (10) соответствуют друг другу так, что расстояние между примыкающей к выпускному отверстию (28) выпускного канала (26) областью днища (30) поршня и примыкающей к впускному отверстию (50) соединительного канала (48) областью верхней головки (32) шатуна составляет менее 0,1 см, в частности менее 0,01 см.

6. Устройство по п. 5, в котором

область днища (30) поршня и область верхней головки (32) шатуна перекрывают друг друга во время поворотного движения между поршнем (10) и шатуном (22).

7. Устройство по одному из предыдущих пунктов, в котором

днище (30) поршня (10) закрывает впускное отверстие (50) соединительного канала (48) во время движения поршня (10) от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, в частности, для уменьшения склонности к кавитации в соединительном канале (48); и/или

выпускное отверстие (28) выпускного канала (26) совмещается с впускным отверстием (50) соединительного канала (48), в частности, только во время движения поршня (10) от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке.

8. Устройство по одному из предыдущих пунктов, в котором

днище (30) поршня (10) перекрывает впускное отверстие (50) соединительного канала (48) в одном из угловых диапазонов, который меньше предварительно заданного углового диапазона, в пределах которого шатун (22) соединен с поршнем (10) с возможностью поворота; и/или

выпускное отверстие (28) выпускного канала (26) совмещается с впускным отверстием (50) соединительного канала (48) в одном из угловых диапазонов, который меньше предварительно заданного углового диапазона, в пределах которого шатун (22) соединен с поршнем (10) с возможностью поворота.

9. Устройство по одному из предыдущих пунктов, в котором

соединение по текучей среде между выпускным каналом (26) и соединительным каналом (48) представляет собой прерывистое соединение по текучей среде и/или, в основном, присутствует только во время движения поршня (10) от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке.

10. Устройство по одному из предыдущих пунктов, в котором

соединительный канал (48) продолжается в обход малого отверстия (38) в головке шатуна (22) и/или поршневого пальца (40), соединяющего шатун (22) с поршнем (10) с возможностью вращения.

11. Устройство по одному из предыдущих пунктов, в котором

верхняя головка (32) шатуна (22) обладает увеличенной толщиной стенки в области, через которую продолжается соединительный канал (48); и/или

поршень (10) обладает увеличенной толщиной стенки в области, через которую продолжается выпускной канал (26).

12. Устройство по одному из предыдущих пунктов, дополнительно включающее сопло (14) для впрыска рабочей среды, направленное на впускное отверстие (18) впускного канала (20) поршня (10), соединенного по текучей среде с каналом (12) для рабочей среды.

13. Устройство по п. 12, в котором

сопло (14) для впрыска рабочей среды предусмотрено отдельно от поршня (10) и от шатуна (22); и/или

сопло (14) для впрыска рабочей среды расположено внутри картера (16) или закреплено на нем.

14. Транспортное средство, в частности транспортное средство хозяйственного назначения, содержащее устройство по одному из предыдущих пунктов.

15. Способ смазки шатунного подшипника (46) на коленчатом валу (24), включающий

подачу рабочей среды, в частности смазочно-охлаждающей среды, от канала (12) для рабочей среды, в частности внутреннего канала для охлаждающей среды, поршня (10) к шатунному подшипнику (46) через соединительный канал (48) шатуна (22), при этом

соединительный канал (48) образует непосредственное соединение по текучей среде между выпускным каналом (26) поршня (10), соединенным с каналом (12) по текучей среде, и большим отверстием (44) в головке шатуна (22), в который входит шатунный подшипник (46).