Шатунно-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02F3/20 

Изобретение относится к двигателест- роению.

. Известна система смазки двигателя внутреннего сгорания, в которой масло для охлаждения поршня и смазки подшипников шатуна подается через каналы в нижней и верхней головках шатуна, а также в его стержне и в поршне, причем в ступенчатой части канала в стержне шатуна установлен обратный клапан, имеющий запорную пластину с периферийными перепускными отверстиями 1.

Недостатком этой системы является ухудшение смазки подшипника в нижней головке шатуна, когда силы инерции способствуют в зоне верхней мертвой, точки (ВМТ)увеличению расхода масла через поршень и соответственно уменьшению расхода через подшипник шатуна/что может вызывать повреждение подшипника, как это имело место при проверке на Тепловозных двигателях 2Д100.

Целью изобретения является улучшение питания маслом подшипника в нижней головое шатуна при отрицательном воздействии инерционных сил путем перераспределения расхода масла, поступающего в подшипник и полости охлаждения поршня в районе ВМТ.

Это достигается тем, что в известной системе смазки, содержащей каналы для масла в нижней и верхней головках и стержне шатуна, в поршне, причем в ступенчатой части канала в стержне шатуна установлен обратный клапан, запорная пластина которого на периферии имеет перепускные отверстия, ступенчатый выход канала в стержне шатуна выполнен со стороны поршня и в нем между вставкой и уступом помещена подпружиненная пластина с центральным дроссельным отверстием, причем диаметр уступа канала выполнен не менее диаметра описанной окружности периферийных отверстий пластины. Кроме того, диаметр канала во вставке выполнен не менее диаметра канала в стержне шатуна, причем со стороны контакта с пластиной & канале во вставке выполнена фаска, диаметр которой не более диаметра вписанной

VJ

ON

00 О

окружности периферийных отверстий пластины.

На фиг. 1 показана описываемая группа: на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Шатунно-поршневая группа содержит соединенные между собой канал (не показан) в нижней головке шатуна, канал 1 в верхней головке шатуна, каналд2 в его стержне, канал 3 в стакане и каналы 4-6 в поршне. Выходная часть 7 канала 2 выполнена в виде ступенчатой расточки 8, в которой помещена между вставкой 9 и уступом 10 запорная пластина 11, находящаяся под воздействием пружины 12. В пластине 11 выполнены п е рифе ри и н ые отве рстия 13 и центральное отверстие 14. На кромке канала 15 во вставке 9 выполнена фаска 16. Диаметр уступа расточки выполнен не менее описанной окружности периферийных отверстий 13 пластины 11.

Для снижения гидравлических потерь диаметр канала 15 во вставке 9 выполнен не менее диаметра канала 2 в шатуне, а со стороны контакта с пластиной 11 входная кромка канала 15 выполнена с фаской 16 диаметром не более диаметра вписанной окружности периферийных отверстий 13 пластины 11.

Шатунно-поршневая группа действует следующим образом.

Масло, поступающее из подшипника в кривошипной головке шатуна, по каналу 2 попадает в полость, образованную расточкой 8, через периферийные 13 и центральное 14 отверстия в пластине 11 и далее подается через каналы 1 и 3 в верхней головке шатуна и стакане в полости охлаждения головки поршня, которые сообщены между собой каналами 4 и 5. По каналу 6 происходит слив масла из головки поршня в картер двигателя. При работе двигателя на масло, находящееся в каналах шатуна и поршня, действует инерционный напор, который в районе ВМТ способствует интенсивному отбору масла из шатунного подшипника. В эти моменты увеличивается давление масла в верхней части канала 2 и соответственно сила, действующая на пластину 11 и пружину 12.

При превышении силы от давления мае- ла и действия сил инерции на столб масла в канале 2 величины усилия сжатия пружины 12 пластина 11 перемещается вверх и прижимается к торцу вставки 9, в результате чего перекрываются периферийные отвер- стия 13 и масло на охлаждение поршня поступает только через центральное отверстие 14, как показано на фиг. 2. При выполнении отверстия 14 диаметром, мень- шим диаметра канала 2, в шатуне происходит дросселирование потока, уменьшение отбора масла из шатунного подшипника и улучшение условий его маслоснабжения. При уменьшении инерционного напора масла и давления в верхней части канала 2 под действием пружины 12 пластина 11 перемещается вниз, прижимается к уступу 10 расточки 8, эффект дросселирования исчезает и масло под действием давления, создаваемого насосом, беспрепятственно подается в полости охлаждения поршня.

Характеристика пружины 12 определяет величину инерционного давления в верхней части канала 2 в шатуне, соответствующую повышенному отробу масла из шатунного подшипника, опасному для работы последнего.

Изобретение обеспечивает улучшение питания маслом подшипника в нижней головке шатуна при отрицательном воздействии инерционных сил, достигающих значительной величины на высокоскоростных режимах, на столб жидкости в канале в стержне шатуна путем перераспределения расхода масла, поступающего в подшипник и полости охлаждения поршня в районе ВМТ.

Это перераспределение определяется за счет подбора диаметра центрального отверстия в пластине при доводке опытного образца двигателя, исходя из условий обеспечения необходимого теплового состояния поршня при номинальных нагрузках. Площадь сечения этого отверстия выбирается на уровне 25-50% площади сечения канала в шатуне.

Полезность изобретения состоит в том, что оно позволяет повысить надежность работы подшипника в нижней головке шатуна.

Формула изобретения

1. Шатунно-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая шатун и сочлененный с ним поршень, причем в нижней и верхней головках шатуна, в стержне шатуна и в поршне выполнены масляные каналы, а масляный канал в стержне шатуна выполнен со ступенчатым участком, причем в последнем установлен обратный клапан с запорной пластиной, а на перифе- оии пластины выполнены перепускные от- верстия, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения питания маслом подшипника в нижней го- ловке шатуна, ступенчатый участок масляного канала в стержне шатуна расположен со стороны выхода из этого канала, причем в ступенчатом участке установлена вставка с масляным каналом, а в запорной пластине

выполнено центральное дроссельное от- верстие.и она расположена между вставкой и уступом ступенчатого участка, причем между запорной пластиной и вставкой уста- новлена пружина, а диаметр уступа ступенчатого участка выполнен не менее диаметра описанной окружности периферийных отверстий запорной пластины.

2, Группа по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что диаметр масляного канала во вставке выполнен не менее диаметра масляного канала в стержне шатуна, причем входная кромка масляного канала во вставке выполнена с фаской, диаметр которой не более диаметра вписанной окружности периферийных отверстий запорной пластины.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении и позволяет повысить надежность подшипника в кривошипной головке шатуна путем улучшения питания маслом. В ступенчатой части канала в стержне шатуна установлен обратный клапан, в подпружиненной запорной пластине которого выполнены периферийные и центральное дроссельное отверстия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

flterf.

Ю

(Риг.