КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, и может быть использована в конструкциях коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), преимущественно для транспортных средств, например снегоходов.
Известен составной коленчатый вал ДВС, содержащий составные части, соединенные между собой: концевые участки вала и среднюю часть, включающую несколько колен, каждое из которых содержит пару щек в виде дисков и расположенные между ними коренные и шатунные шейки. Шейки оппозитно расположены на разных торцах одной из щек и смещены к ее периферии, причем щека и шейки выполнены в виде единой детали. Во второй щеке колена выполнены сквозные отверстия, в которых с натягом установлены концы коренной и шатунной шеек (Описание изобретения к авторскому свидетельству №1723381, МКИ F16C 3/10, заявл. 26.12.89, опубл 30.03.92).
К недостаткам такой конструкции коленчатого вала относится то, что одна из щек колена выполнена за одно целое и с коренной, и с шатунной шейками вала. Несовпадение осей щеки и расположенных на ней шеек делает процесс изготовления щеки сложным, трудоемким и низкотехнологичным, требующим специальной оснастки.
Также известен коленчатый вал ДВС снегохода «Буран», содержащий средний и концевые участки, два колена, каждое из которых содержит шатунную шейку и пару щек, причем одна из щек расположена на концевок участке вала, а другая на среднем, выполняющем функцию коренной шейки. Концевые участки вала, средний участок и щеки расположены на одной оси, имеют форму тел вращения, симметричных относительно этой оси. В щеках, расположенных на концевых участках вала, выполнено сквозное отверстие, ось которого смещена относительно оси щеки, и в нем с натягом установлен один конец шатунной шейки. Щека, расположенная на концевом участке вала, выполнена в виде единой детали с этим участком, а шатунная шейка выполнена в виде единой детали со щекой, расположенной на среднем валу («Снегоход «Буран». Руководство по эксплуатации 110000010 РЭ, издание 4, Рыбинское производственное объединение моторостроения, 1979 год, стр. 18, рис. 2).
Такая конструкция коленчатого вала несколько проще в изготовлении, т.к. щека изготавливается совместно только с шатунной шейкой и отдельно от среднего участка вала (коренной шейки). Однако, изготовление щеки совместно с шатунной шейкой, ось которой смещена относительно оси щеки, также является сложным и низкотехнологичным процессом и требует применения специальной оснастки.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является упрощение и повышение технологичности изготовления за счет изготовления шатунной шейки, ось которой не совпадает с осью щеки, в виде отдельной детали.
Дополнительным техническим результатом является сокращение количества деталей коленчатого вала за счет обеспечения возможности изготовления среднего вала с одной из щек в виде единой детали при обеспечении технологичности изготовления.
Заявляемый технический результат достигается тем, что коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания содержит средний и концевые участки, два колена, каждое из которых содержит шатунную шейку и пару щек. Одна из щек расположена на концевом участке вала, а другая на среднем. В щеках, расположенных на концевых участках вала, выполнено отверстие, ось которого смещена относительно оси вала, и в нем размещен один конец шатунной шейки.
Новым в полезной модели является то, что шатунная шейка выполнена в виде отдельной детали, в щеках, расположенных на среднем участке вала, также выполнено отверстие и в нем расположен второй конец шатунной шейки.
Одна из щек, расположенных на среднем участке вала, может быть выполнена с ним в виде единой детали или иметь с ним неразъемное соединение. Каждая из щек, расположенных на концевых участках вала, также может быть выполнена с ним участком вала в виде единой детали или иметь с ними неразъемное соединение.
На прилагаемых чертежах изображено:
фиг. 1 - коленчатый вал, общий вид, совместное выполнение щек с участками вала;
фиг. 2 - вариант совместного выполнения щеки со средним валом;
фиг. 3 - вариант совместного выполнения щек с концевыми участками вала.
Коленчатый вал ДВС, содержит соосные средний 1 (фиг. 1, 2, 3) и два концевых участка 2. Вал имеет два колена, каждое из которых содержит шатунную шейку 3 и пару щек 4 и 5, имеющих общую ось с участками 1, 2 вала. Щека 4 расположена на концевом участке 2 вала, а щека 5 на среднем участке 1. Шатунная шейка 3 выполнена в виде отдельной детали. В щеках 4 и 5 выполнены соосные отверстия 6 и 7, ось которых смещена относительно оси концевых 2 и среднего 1 участков вала, и в них с натягом размещены концы шатунной шейки 3.
Каждая из щек 4 (фиг. 2), расположенных на концевых участках 2 вала, может быть выполнена виде отдельной детали и соединена с этим участком неразъемным соединением (с гарантированным натягом), например сваркой, пайкой, или заклепочным соединением. Также щека 4 (фиг. 1, 3) может бытй изготовлена совместно с концевым участком 2 вала, т.е. в виде единой детали.
Одна из щек 5 (фиг. 1, 2), расположенных на среднем участке 1 вала также может быть выполнена с ним в виде единой детали или иметь с этим участком вала неразъемное соединение (фиг. 3).
Сборка коленчатого вала осуществляется следующим образом.
На центральную часть среднего участка 1 вала устанавливаются опорный подшипник 8 и лабиринтные уплотнения 9. Затем на концы среднего участка 1 вала напрессовываются щеки 5 и в отверстия 7 запрессовываются шатунные шейки 3. После установки на шатунные шейки 3 шатунов (на чертеже не показано) устанавливаются щеки 4 и шатунные шейки 3 запрессовываются в отверстия 6.
В случае совместного изготовления одной из щек 5 со средним участком 1 вала производится напрессовка второй щеки 5 на свободный конец участка 1. В случае их раздельного изготовления сначала выполняется соединение одной из щек 5 с одним концом среднего участка 1 с помощью неразъемного соединения (с гарантированным натягом), например сваркой, пайкой, заклепками, а затем также напрессовывается вторая щека 5.
Щеки 4 и концевые участки 2 вала также изготовить в виде единой детали или изготовить раздельно и соединить неразъемным соединением.
В случае небольших нагрузок соединения могут быть разъемными, например резьбовыми (на чертежах не показано).
Изготовление шатунной шейки в виде отдельной детали позволяет снизить упростить процесс изготовления и снизить его трудоемкость. Изготовление остальных деталей коленчатого вала, имеющих симметричную относительно оси форму тела вращения, не представляет трудности.