ПОДШИПНИК ПОРШНЕВОЙ ГОЛОВКИ ШАТУНА

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использована в поршневых насосах, компрессорах.
Известен шатун бензинового двигателя, содержащий дренажные отверстия в верхней части поршневой головки шатуна и маслораспределительную выемку на рабочей поверхности подшипника поршневого пальца (CN 201330792, МПК F16C 7/02, опубл. 21.10.2009). Маслораспределительная выемка имеет форму кольцевой канавки и расположена в средней по ширине подшипника плоскости. Недостатками устройства являются наличие канавки в верхней и нижней нагруженных зонах подшипника и слабое маслораспределение по его ширине.
Известна втулка шатуна двигателя, содержащая верхне расположенные дренажные отверстия и маслораспределительные выемки на рабочей поверхности (CN 101042154, МПК F16C 9/04, опубл. 26.09.2007). Маслораспределительные выемки представляют собой сеть канавок, состоящую из центральной неполной кольцевой канавки и нескольких отходящих от нее боковых канавок. Одна часть канавок направляет масло в сторону верхней нагруженной зоны подшипника, другая часть - в сторону нижней нагруженной зоны. Недостатками подшипника являются наличие канавки в его верхней нагруженной зоне, малая маслоемкость боковых канавок и, как следствие, слабая эффективность подачи смазки из них в нагруженные зоны. Недостатком является также сложность изготовления боковых канавок.
Задачей полезной модели является повышение работоспособности подшипника поршневой головки шатуна за счет эффективной подачи смазки в нагруженные зоны.
Для решения данной задачи предложен подшипник поршневой головки шатуна, содержащий дренажные отверстия в верхней части головки шатуна и маслораспределительные выемки на рабочей поверхности подшипника, характеризующийся тем, что маслораспределительные выемки выполнены в виде двух закрытых с торцов карманов, расположенных оппозитно в боковых зонах подшипника и напрямую соединенных с дренажными отверстиями, которые соединены с маслоулавливающей выемкой, выполненной на верхней поверхности головки шатуна.
Особенность предлагаемой полезной модели заключается в том, что маслораспределительные выемки на рабочей поверхности выполнены в виде двух закрытых с торцов карманов, расположенных в его наименее нагруженных боковых зонах. Кроме того, из дренажных отверстий масло в указанные карманы поступает напрямую, т.е. без применения промежуточной кольцевой канавки (кольцевая канавка, проходящая через наиболее нагруженные зоны подшипника, существенно снижает его несущую способность). Верхняя часть рассматриваемого подшипника нагружается только инерционными силами, а нижняя часть - как инерционными, так и газовыми силами. По окружности подшипника каждый из боковых карманов располагается между указанными нагруженными зонами. Примерная угловая протяженность каждого из карманов - 100°. Боковые части подшипника нагружаются только динамическим моментом инерции шатуна. Ширина каждого из карманов выбирается с учетом величины этого момента. Примерная ширина каждого из карманов - 75% от ширины поршневой головки шатуна.
Для повышения количества поступающего в дренажные отверстия масла на верхней поверхности головки шатуна выполнена одна обширная маслоулавливающая выемка. Достигаемый полезной моделью технический результат: повышение несущей способности подшипника и расхода смазки через него.
Полезная модель поясняется чертежами, где на:
- фиг.1 дан фронтальный разрез поршневой головки шатуна;
- фиг.2 - профильный разрез головки шатуна;
- фиг.3 - вид сверху головки шатуна;
- фиг.4 - развертка рабочей поверхности подшипника.
Подшипник поршневой головки 1 шатуна с втулкой 2 содержит маслоулавливающую выемку 3, выполненную на верхней поверхности головки, в которой выполнены также дренажные отверстия 4. На рабочей поверхности подшипника в боковых его зонах оппозитно расположены маслораспределительные выемки 5, выполненные в виде двух закрытых с торцов карманов, напрямую соединенных с дренажными отверстиями.
Устройство работает следующим образом.
В процессе работы двигателя над поршневой головкой шатуна оказываются частицы масла, попадающие туда из дренажных отверстий поршня, путем разбрызгивания вращающими деталями кривошипно-шатунного механизма и т.д. Указанные частицы улавливаются выемкой 3 и с помощью дренажных отверстий 4 направляются в карманы 5. Из карманов смазка поступает в зоны трения подшипника.
Были выполнены ускоренные ресурсные испытания, в процессе которых было зафиксировано снижение температуры в зоне трения на 2-3°С и увеличение расхода смазки через сопряжение на 15%.
Таким образом предлагаемая полезная модель позволяет повысить несущую способность подшипника и расход смазки через него, что ведет к снижению теплонапряженности сопряжения в целом, а также к увеличению толщины смазочного слоя в нагруженных областях, обеспечивая преимущественно гидродинамический режим смазки.