Коленчатый вал Советский патент 1992 года по МПК F16C3/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к коленчатым валам для двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известны коленчатые валы для ДВС, содержащие шейки с гладкими поверхностями и систему каналов для подвода смазки к подшипникам.

Такие коленчатые валы имеют недостаточную долговечность шеек и подшипников, связанную со свободным истечением масла из зазоров подшипников.

Известен коленчатый вал, преимущественно ДВС, содержащий шейки с канавками на их рабочих поверхностях.

Этот коленчатый вал за счет наличия канавок на рабочей поверхности шеек имеет увеличенное сопротивление истечению масла из рабочего зазора подшипников, что обеспечивает некоторое увеличение их несущей способности.

Однако, в связи с наличием открытой щели торца рабочего зазора имеет место истечение масла из зоны масляного клина

подшипника, что при повышенных нагрузках приводит к контактированию микронеровностей сопрягаемых поверхностей шейки и вкладыша и их износу.

Цель изобретения - повышение долговечности путем улучшения условий образования масляного клина и оптимизации его рабочих параметров,

Указанная цель достигается тем, что коленчатый вал, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащий шейки с канавками на их рабочих поверхностях, снабжен размещенными на шейках с зазором вкладышами подшипников скольжения с отверстиями для подвода смазки, вставками и упругими элементами, рабочие поверхности шеек выполнены с замкнутыми пазами, образующими часть шейки в виде фигуры с замкнутым контуром, вставки выполнены с соответствующим контуру части шейки отверстием и размещены на части шейки с возможностью радиального перемещения, упругие элементы размещены

со

с

XI

W

ю о о XI

между вставкой и дном паза, при этом между вставкой и дном паза имеется зазор, являющийся канавкой, а поверхность вставки выполнена выступающей над рабочей поверхностью шейки.

Кроме того коленчатый вал снабжен ограничителем радиального перемещения вставки, а величина выступания вставки над рабочей поверхностью шейки не превышает величины рабочего зазора между шейкой и внутренней поверхностью вкладыша.

На фиг.1 представлена коренная шейка предлагаемого коленчатого вала, разрез; на фиг.2 - то же, вид на эту шейку без верхнего вкладыша.

Коленчатый вал 1 содержит шейки 2, размещенные на них с зазором вкладыши 3 подшипников скольжения с отверстиями 4 для подвода смазки, вставки 5 и упругие элементы 6, замкнутые пазы 7 образуют часть шейки 8 в виде фигуры с замкнутым контуром, причем вставки 5 выполнены с соответствующим контуру части шейки 8 отверстием и размещены на ней с возможностью радиального перемещения, ограни- чиваемого ограничителями 9 радиального перемещения, свободные концы которых находятся в отверстиях 10, выполненных во вставках 5.

Упругие элементы 6 размещены между вставкой 5 и дном паза 7, образующими зазор, являющийся канавкой 11. Зазор между наружной поверхностью части шейки 8 и внутренней поверхностью вставки 5 уплотняется кольцом 12, а поверхность вставки 5, обращенная к внутренней поверхности вкладыша 3, выполнена выступающей над рабочей поверхностью шейки 2 и образует замкнутый масляный объем 13. При ограничении максимального радиального переме- щения вставки 5 образуется открытый масляный объем 14.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 1 часть шейки 8 про- ходит отверстие 4 во вкладыше 3, масло из масляной системы заполняет масляный объем 13. При дальнейшем угловом перемещении вала 1 масло в замкнутом объеме 13 сжимается и обеспечивает масляный клин

на поверхности части шейки 8. Вставка 5 препятствует истечению масла из зоны гидродинамического давления и оптимизирует распределение гидродинамического давления по окружности и длине подшипника, снижает его максимальную величину и исключает выкрашивание антифрикционного слоя в центральной части вкладыша 3.

Величина выступания вставки над рабочей поверхностью шейки, не превышающая величины рабочего зазора между шейкой и поверхностью вкладыша, обеспечивает смену смазки в одном замкнутом масляном объеме и образование оптимизированного гидродинамического давления в другом месте, сопряженном с местом приложения нагрузки, и поэтому такое выступание наиболее оптимально.

Формула изобретения

1.Коленчатый вал, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащий шейки с канавками на их рабочих поверхностях, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности путем улучшения условий образования масляного клина и оптимизации его рабочих параметров, он снабжен размещенными на шейках с зазором вкладышами подшипников скольжения с отверстиями для подвода смазки, вставками и упругими элементами, рабочие поверхности шеек выполнены с замкнутыми пазами, образующими часть шейки в виде фигуры с замкнутым контуром, вставки выполнены с соответствующим контуру части шейки отверстием и размещены на части шейки с возможностью радиального перемещения, упругие элементы размещены между вставкой и дном паза, при этом между вставкой и дном паза имеется зазор, являющийся канавкой, а поверхность вставки, обращенная к внутренней поверхности вкладыша, выполнена выступающей над рабочей поверхностью шейки.

2.Вал по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен ограничителем радиального перемещения вставки, а величина выступания вставки над рабочей поверхностью шейки не превышает величины рабочего зазора между шейкой и внутренней поверхностью вкладыша.

Использование: в двигателях внутреннего сгорания. Коленчатый вал 1 содержит Вол- шейки 2, сопряженные с вкладышами 3 подшипников скольжения, с отверстием 4 для подвода смазки. Замкнутые пазы 7 на шейках ограничивают части шеек 8 и образуют канавки 11. В канавках размещены вставки 5, опирающиеся на упругие элементы 6. В теле части шеек 8 установлены ограничители 9 радиального перемещения, свободные концы которых находятся в отверстиях 10 вставок 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.