Система маслоснабжения поршня и подшипников шатуна двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F01M1/06 F02F3/20 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению.

Цель изобретения - повыьиение надежности и улучшение экономичности двигателя за счет уменьшения влияния инерционных сил на условия охлаждения поршня и смазки шатунного подшипника путем изменения проходного сечения отверстия в верхней головке шатуна, за один оборот коленчатого вала, от минимального значения при положении поршня в районе ВМТ или НМТ до полного его открытия при наибольшем отклонении шатуна от оси цилиндра.

На фиг. 1 представлена система масло- снабжения поршня и подшипников шатуна двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - узел на фиг. 1, при положении поршня в ВМТ или НМТ; на фиг. 3 - то же, при максимальном отклонении шатуна.

Система маслоснабжения поршня и подшипников шатуна двигателя внутреннего сгорания содержит каналы для подвода масла, расположенные в шатунной шейке 1 коленчатого вала, нижнем вкладыше 2 шатунного подшипника, крышке 3 шатуна -и его стержне 4 и в верхней t-олрвке 5 шатуна, поршень 6 с полостями 7 охлаждения и размещенный в последнем подпружиненный стакан 8 с выточкой 9, выполненной в центральной части поверхности последнего, опираюш,ийся на верхнюю головку шатуна. Дно 10 выточки стакана 8 в районе отверстия снабжено перемычкой П, расположенной в плоскости качания шатуна симметрично относительно оси поршня 6 и деляшей отверстие на два канала 12, связанных с масляными каналами полостей 7 охлаждения и верхней головки 5 шатуна. Перемычка 11 выполнена шириной не менее диаметра канала 5 верхней головки шатуна. Глубина выточки 9 - не более диаметра канала 5 верхней головки шатуна.

Система работает следующим образом.

Масло по каналам, расположенным в шатунной шейке 1, нижнем вкладыше 2 шатунного подшипника, крышке 3 шатуна,и его стержне 4 и в верхней головке 5 шатуна, подается в выточку 9 стакана 8 и через каналы 12 поступает в полости 7 охлаждения поршня 6.

При положениях поршня в ВМТ и НМТ отверстие канала 5 перекрывается перемычкой 11, а при положении поршня около 90 и 270° от ВМТ это отверстие имеет максимальное проходное сечение, что является результатом отклонения шатуна от оси поршня при вращении коленчатого вала. Степень открытия и перекрытия каналов при качании шатуна определяется размерами, координатами и конфигурацией каналов 5 и 12 и перемычки 11, а также зазором между поверхностями дна 10 выточки и верхней головки шатуна.

10

362854

Величина суммарного инерционного напора, действующего на масло в каналах магистрали кривошипно-шатунного механизма, изменяется по косинусоидальному зако- 5 ну. При движении поршня к верхней мертвой точке инерционные силы, действующие на масло, находящееся в каналах 2-5, способствуют опорожнению магистрали и осушению шатунного подшипника. Этому препятствует дросселирование потока масла на выходе из канала 5 в верхней головке шатуна, осуществляемое стаканом 8. Причем площадь проходного сечения канала с увеличением инерционного напора при подходе поршня к ВМТ уменьшается (фиг. 2).

15 При переходе порщнем ВМТ с уменьшением сил инерции площадь проходного сечения канала 5 постепенно увеличивается, достигая максимального значения при положении кривошипа в районе 90° от ВМТ (фиг. 3), когда инерционный напор близок

20 к нулю и масло в магистрали находится под давлением, обеспечиваемым масляным насосом.

При дальнейшем движении поршня площадь проходного сечения канала 5 посте25 пенно уменьшается и достигает минимального значения в НМТ (фиг. 2), препятствуя опорожнению магистрали поршня. Затем степень дросселирования вновь уменьшается, полностью открывая канал 5 в шатуне при положении кривошипа около 270°

30 от ВМТ (фиг. 3). Далее процесс продолжается аналогичным образом.

Обеспечение необходимой степени дросселирования потока в стакане 8 производится выбором глубины выточки 9, определяющей зазор между дном 10 стакана и

35 головкой шатуна. Увеличение глубины выточки до значений, превыщающих диаметр канала 5, существенно уменьшает эффект дросселирования.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает рациональное маслоснабжение поршня и подшипников шатуна, уменьшая вредное влияние инерционных давлений на потокораспределение в магистрали кривошипно-шатунного механизма. Применение данной системы маслоснабжения поршня и

АС ПОДШИПНИКОВ шатуна позволяет повысить надежность и ресурс шатунных подшипников и поршня. При этом улучшаются условия охлаждения и снижается температура поршня, что позволяет повысить срок службы используемого в двигателе масла. Кроме то50 го, применение системы приводит к улучшению экономичности двигателя за счет возможности снижения расхода и давления подачи масла в питающей магистрали и уменьшению затрат мощности на привод масляного насоса.

40

55

Формула изобретения

1. Система маслоснабжения поршня и подшипников шатуна двигателя внутреннего

сгорания, содержащая каналы для подвода масла, расположенные в шатунной шейке коленчатого вала, нижнем вкладыше шатунного подшипника, в крышке шатуна и его стержне и в верхней головке шатуна, поршень с полостями охлаждения и размещенный в последнем подпружиненный стакан с выточкой, выполненной в центральной части поверхности последнего, опирающийся на верхнюю головку шатуна, причем дно выточки стакана снабжено отверстием, связанным с масляными каналами полости охлаждения поршня и верхней головки шатуна, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, дно выточки в районе отверстия снабжено перемычкой, расположенной в плоскости качания шатуна симметрично относительно оси поршня и делящей отверстие на два канала, причем перемычка выполнена шириной не менее диаметра канала верхней головки шатуна.

2. Система по п. I, отличающаяся тем, что глубина выточки выполнена не более диаметра канала верхней головки шатуна.

Фиг.Г

/

Фиг.Составитель В. Зима

Редактор И. КасардаТехред И. ВересКорректор И.

Заказ 5959/23Тираж 482Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по де.оам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение позволяет повысить надежность и улучшить экономичность двигателя. В поршне размещен подпружиненный стакан 8 с выточкой (В) 9, опираюшийся на верхнюю головку шатуна (Ш). В 9 .выполнена в центральной части поверхности стакана 8 и в ее дне выполнено отверстие, в районе которого расположена перемычка (П) 11. Г1 11 расположена в плоскости качания Ш симметрично относительно оси поршня и делит отверстие на два канала 12, связанных с масляными каналами полостей охлаждения и верхней головки 5 Ш. Глубина В 9 выполнена не более диаметра канала головки 5, а ширина П 11 - не менее диаметра этого канала. Это обеспечивает рациональное масло- снабжение поршня и подшипников Ш, уменьшая вредное влияние инерционных сил, и улучшает условия охлаждения поршня. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Q СО Oi ND 00 Сл 4 Фи.2