УСТАНОВКА ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОДШИПНИКА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
INSTALLATION OF INTERMEDIATE BEARING OF CRANKSHAFT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к промежуточным подшипникам двигателей, и более конкретно к устройствам и способам установки промежуточного подшипника.
Уровень техники
Двухцилиндровые воздушные компрессоры, используемые в тяжелонагруженных пневматических тормозных системах, обычно не требуют использования промежуточного подшипника/втулки. Однако такой подшипник/втулка может быть использован для ограничения механических напряжений воздушного компрессора приемлемыми уровнями или ниже. Поэтому промежуточный подшипник/втулка может быть необходим для регулирования размеров и технических характеристик системы. При использовании промежуточного подшипника/втулки для его установки обычно используются разрезные втулки и/или корпуса.
Кроме того, эти подшипники/втулки и/или корпуса обычно включают специальные конфигурации, которые требуют точной регулировки и размещения этих элементов в картере двигателя. Такие способы могут быть предпочтительными для закрепления промежуточного подшипника/втулки и, соответственно, коленчатого вала в картере двигателя, однако такие способы не обладают гибкостью и адаптивностью.
Существует необходимость в упрощенном способе установки промежуточного подшипника/втулки на коленчатый вал. Было бы также предпочтительно, если бы такой способ включал в себя инструмент, обеспечивающий упрощенную установку подшипника/втулки. Кроме того, было бы предпочтительно, если бы такой способ ограничивал количество элементов, необходимых для установки промежуточного подшипника/втулки. Было бы также предпочтительно, если бы такой способ обеспечивал возможность установки подшипника/втулки в картере двигателя.
Сущность изобретения
Указанные цели достигаются с помощью устройства и способа установки промежуточного подшипника путем запрессовки промежуточного подшипника между центральной ступицей коленчатого вала и центральной перегородкой картера двигателя или обеспечения подшипниковой опоры, которая установлена в картере двигателя и соединена с центральной перегородкой.
Вариантом настоящего изобретения является создание инструмента для установки промежуточного подшипника на коленчатом валу, содержащего первый конец и второй конец, при этом первый конец входит в зацепление с промежуточным подшипником, расположенным вокруг центральной ступицы коленчатого вала. Такой инструмент закрепляет промежуточный подшипник на центральной ступице, когда промежуточный подшипник установлен между центральной ступицей и центральной перегородкой картера двигателя. Второй конец выполнен с возможностью зацепления с частью коленчатого вала, чтобы держать первый конец, поддерживающий положение промежуточного подшипника.
В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения инструмент содержит полость между первым и вторым концом, и часть коленчатого вала расположена в этой полости.
В соответствии с еще одним вариантом инструмент содержит переходную область между первым и вторым концом, которая позволяет второму концу поддерживать первый конец и, следовательно, промежуточный подшипник.
В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения первый конец включает первый осевой центр, второй конец включает второй осевой центр, который смещен относительно первого осевого центра, а переходная область включает осевой центр, который смещен относительно первого или второго осевых центров.
В соответствии с еще одним вариантом инструмент содержит две половины, которые представляют собой оболочки, которые соединены для заключения коленчатого вала в полости.
Еще одним вариантом является создание способа установки промежуточного подшипника, включающего этапы, на которых надевают промежуточный подшипник с ближним концом и дальним концом на центральную ступицу коленчатого вала; прикладывают элемент к ближнему концу промежуточного подшипника для предотвращения смещения промежуточного подшипника в направлении ближнего конца; продвигают коленчатый вал, расположенный в картере двигателя, в направлении дальнего конца; и запрессовывают промежуточный подшипник так, чтобы промежуточный подшипник был расположен между центральной ступицей и центральной перегородкой картера двигателя. Указанным элементом может быть описанный выше инструмент или выступ, образованный на ближнем конце центральной ступицы, который включает внешнюю окружность, которая больше, чем внешняя окружность рабочей поверхности подшипника центральной ступицы.
Еще одним вариантом настоящего изобретения является создание коленчатого вала с центральной ступицей, содержащей рабочую поверхность промежуточного подшипника и выступ. Рабочая поверхность промежуточного подшипника включает наружный диаметр, который соответствует внутреннему диаметру промежуточного подшипника. Выступ включает наружный диаметр, который больше наружного диаметра рабочей поверхности промежуточного подшипника.
Еще одним вариантом настоящего изобретения является создание центральной опоры для промежуточного подшипника коленчатого вала с базовой опорой и верхней опорой. Базовая и верхняя опоры соединены с центральной перегородкой, при этом базовая опора включает наклонную поверхность, которая соответствует и входит в контакт с наклонной поверхностью центральной перегородки.
В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения болт соединяет центральную опору с коленчатым валом путем введения болта в отверстие в картере двигателя, которое расположено на наружной поверхности картера двигателя, и через картер двигателя в отверстие в базовой опоре.
Другие варианты настоящего изобретения и его отличительные особенности и преимущества станут более понятными после рассмотрения следующих чертежей и сопроводительного подробного описания.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе компрессора с инструментом, согласно настоящему изобретению, расположенным на коленчатом валу.
Фиг.2 показан вид сбоку в поперечном разрезе двигателя с инструментом, согласно настоящему изобретению, расположенным на коленчатом валу, для установки и удаления.
Фиг.3 представляет собой вид в перспективе инструмента, согласно настоящему изобретению, в разобранном виде с промежуточным подшипником/втулкой.
Фиг.4 представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе двигателя с коленчатым валом, который включает выступ на центральной ступице.
Фиг.5 представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе двигателя с центральной опорой для промежуточного подшипника.
Подробное описание изобретения
На фиг.1, 2, 4 и 5 показан многоцилиндровый двигатель 100, содержащий картер 110 двигателя и коленчатый вал 150. Картер 110 двигателя содержит отверстие 120 вала, через которое коленчатый вал 150 вставляется и размещается в картере 110 двигателя. Картер 110 двигателя дополнительно содержит два смежных блока 112, 114 цилиндров, расположенных по одну сторону от общей оси картера двигателя 110 и отверстия 120 вала. Блоки 112, 116 цилиндров разделены центральной перегородкой 116, 118 и сообщаются с отверстием 120 вала. Участок внутренней поверхности центральной перегородки 116, 118 образует отверстие 122 перегородки в отверстии 120 вала. Коленчатый вал 150, установленный в картере 110 двигателя, содержит центральную ступицу 160, расположенную в области отверстия 122 перегородки. Между центральной ступицей 160 и участком внутренней поверхности центральной перегородки 116, 118 расположен промежуточный подшипник/втулка 162. На фиг.1 показано, что промежуточный подшипник/втулка 162 включает внутренний диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру центральной ступицы 160. Промежуточный подшипник/втулка 162 выполнен с возможностью надевания и снятия с центральной ступицы 160 как в направлении ближнего конца, так и в направлении дальнего конца коленчатого вала 150. Диаметр или длина внешней окружности центральной втулки 162 приблизительно равны или немного больше диаметра или длины окружности участка внутренней поверхности центральной перегородки 116, 118. Соотношение размеров промежуточного подшипника/втулки 162 и центральной перегородки 116, 118 должно быть таким, чтобы введение промежуточного подшипника/втулки 162 в эту область обеспечивало закрепление промежуточного подшипника/втулки 162 в центральной перегородке 116, 118. По существу, предпочтительно, если подшипник/втулка 162 оказывает внешнее усилие на центральную перегородку 116, 118. Это гарантирует, что подшипник/втулка 162 не сдвинется с занимаемого им/ею положения. Другими элементами коленчатого вала 150, расположенными в картере двигателя 110, являются упорное кольцо 158, дальний и ближний противовесы 152, 154, дальняя и ближняя коренные шейки 164, 166 коленчатого вала, радиальные подшипники/втулки 168, 170 и шариковый подшипник 156.
Далее со ссылкой на фиг.1-3 будет описана установка коленчатого вала 150 с промежуточным подшипником/втулкой 162. Перед размещением коленчатого вала 150 в отверстии 120 вала промежуточный подшипник/втулка 162 надевают на центральную ступицу 160, упорное кольцо 158 располагают на дальнем конце коленчатого вала 150, а шариковый подшипник 156 запрессовывается на ближнем конце коленчатого вала 150. Дальний конец коленчатого вала 150 вставляется в ближний конец отверстия 120 вала. Коленчатый вал 150 продвигается через отверстие 120 вала в направлении, показанном на фиг.2 стрелкой 172, до тех пор, пока промежуточный подшипник/втулка 162 не войдет в контакт с центральной перегородкой 116, 118.
Внешняя окружность промежуточного подшипника/втулки 162 имеет размеры большие, чем окружность внутренней поверхности центральной перегородки 116, 118. Поэтому, если продолжать прикладывать усилие к коленчатому валу 150, чтобы еще дальше продвинуть вал 150 в отверстие для вала 120, центральная перегородка 116, 118 вызовет соскакивание промежуточного подшипника/втулки 162 с центральной ступицы 160. Таким образом, промежуточный подшипник/втулка 162 не будет располагаться между центральной ступицей 160 и центральной перегородкой 116, 118.
Для того чтобы закрепить промежуточный подшипник/втулку 162 между центральной ступицей 160 и центральной перегородкой 116, 118, подшипник/втулка 162 должен быть запрессован между этими двумя элементами. Для установки подшипника/втулки 162 между этими двумя элементами используется инструмент 200. Инструмент 200 включает первую половину 210 и вторую половину 230, которые представляют собой многопрофильные оболочки и обеспечивают жесткую конструкцию, которая противодействует смещению промежуточного подшипника/втулки 162. Каждая оболочка включает конец 212, 232 для подшипника/втулки, конец 214, 234 для коленчатого вала и переходную область 216, 236. Первая половина 210 и вторая половина 230 инструмента 200 помещаются в картер 110 двигателя через цилиндр 114. Первая половина 210 выравнивается между подшипником/втулкой 162 и ближним противовесом 154 вдоль верхней части коленчатого вала 150 от центральной ступицы 160 через коренную шейку 166 коленчатого вала и к противовесу 154. Вторая половина 230 выравнивается между подшипником/втулкой 162 и ближним противовесом 154 вдоль нижней части той же самой области. Затем обе половины 210, 230 соединяют и образуют инструмент 200. Инструмент 200 представляет собой многопрофильную оболочку, которая соответствует контуру части коленчатого вала 150, которая проходит от центральной ступицы 160 через коренную шейку коленчатого вала 166 и к противовесу 154. Для того чтобы коленчатый вал 150 входил во внутреннюю полость инструмента 200, внутренние окружности инструмента 200 должны быть больше внешних окружностей коленчатого вала 150 от центральной ступицы 160 до коренной шейки 166 коленчатого вала.
Конец 212, 232 для подшипника/втулки включает осевой центр, который соответствует осевому центру промежуточного подшипника/втулки 162. Кроме того, внутренняя и наружная окружности конца 212, 232 для подшипника/втулки соответствуют внутреннему и наружному диаметрам промежуточного подшипника/втулки 162. По существу, дальняя поверхность 218, 238 конца 212, 232 совмещается и может входить в контакт с подшипником/втулкой 162. Предпочтительно, если наружные и внутренние поверхности конца 212, 232 перпендикулярны контактной поверхности подшипника/втулки 162.
Ближний противовес 154 включает наружную поверхность выступа 154А, которая соединена с шейкой 166. По меньшей мере, часть наружного диаметра или окружности наружной поверхности выступа 154А больше наружного диаметра или окружности шейки 166. Конец 214, 234 для коленчатого вала включает осевой центр, который соответствует осевому центру наружной поверхности выступа 154А. Наружная и внутренняя поверхности конца 214, 234 для коленчатого вала соответствуют части наружной поверхности выступа 154А, которая находится за пределами шейки 166. По существу, ближняя поверхность 220, 240 конца 214, 234 для коленчатого вала совмещается и может входить в контакт с ближним противовесом 154. Предпочтительно, если наружная и внутренняя поверхности конца 214, 234 для коленчатого вала перпендикулярны наружной поверхности выступа 154А.
На фиг.1-3 показано также, что осевые центры конца 212, 232 для подшипника/втулки и конца для 214, 234 коленчатого вала смещены друг относительно друга, т.е. осевые центры лежат в разных плоскостях. В результате между этими двумя концами образуется переходная область 216, 236. Переходная область 216, 236 может представлять собой наклонный переход от конца 212, 232 для подшипника/втулки к концу 214, 234 для коленчатого вала или может иметь промежуточный осевой центр между этими двумя концами. На фиг.2 показано, что первая половина 210 имеет одноступенчатый профиль, а вторая половина 230 имеет трехступенчатый профиль. Такой профиль выбирается, исходя из необходимости распределения противодействующей силы, которая образуется в результате запрессовки промежуточного подшипника/втулки 162.
С помощью инструмента 200, установленного между промежуточным подшипником/втулкой 162 и противовесом 154, промежуточный подшипник/втулка 162 закрепляется на центральной ступице 160 от воздействия усилий, приложенных в направлении установки 172. За счет приложения усилия в направлении 172 предотвращается соскакивание с центральной ступицы 160 промежуточного подшипника/втулки 162, когда подшипник/втулка 162 входит в контакт с центральной перегородкой 116, 118. При продолжении приложения усилия в направлении 172 подшипник/втулка 162 запрессовывается между центральной перегородкой 116, 118 и центральной ступицей 160. Усилие непрерывно прикладывается к коленчатому валу 150 до тех пор, пока упорное кольцо 158 не входит в одновременный контакт с картером 110 двигателя и дальним противовесом 152. Когда промежуточный подшипник/втулка 162 должным образом установлен, первая половина 210 и вторая половина 220 разъединяются и удаляются через цилиндр 114.
На фиг.2 показано также, что инструмент 200 может быть использован для удаления промежуточного подшипника/втулки 162. Для этого первая половина 210 и вторая половина 230 вставляются через цилиндр 112 и выравниваются между подшипником/втулкой 162 и дальним противовесом 152 вдоль верхней и нижней частей коленчатого вала 150 от центральной ступицы 160 через коренную шейку 164 коленчатого вала и к противовесу 152. Обе половины соединяют и совмещают с подшипником/втулкой 162 и противовесом 152 точно так же, как описано выше для установки устройства. Усилие прикладывается в направлении, обратном направлению 172. Инструмент 200 доводит это усилие до подшипника/втулки 162, обеспечивая его извлечение из области между перегородкой 116, 118 и центральной ступицей 160.
На фиг.4 показано, что промежуточный подшипник/втулка 162 может быть также установлен на центральной ступице 160 путем использования выступа на центральной ступице 160. По существу, центральная ступица 160 включает рабочую поверхность 159 подшипника/втулки и выступ 161 центральной ступицы. Наружный диаметр рабочей поверхности 159 подшипника/втулки приблизительно равен внутреннему диаметру промежуточного подшипника/втулки 162 таким образом, что промежуточный подшипник/втулка 162 может надеваться на рабочую поверхность 159 подшипника/втулки с дальнего конца центральной ступицы 160. Выступ 161 центральной ступицы расположен близко относительно рабочей поверхности 159 подшипника/втулки. Наружный диаметр выступа 161 центральной ступицы больше наружного диаметра рабочей поверхности 159 подшипника/втулки и внутреннего диаметра промежуточного подшипника/втулки 162. В результате, при надевании подшипника/втулки 162 на дальний конец центральной ступицы 160 дальнейшее смещение подшипника/втулки 162 в направлении ближнего конца центральной ступицы блокируется выступом 161.
Далее со ссылкой на фиг.4 будет рассмотрена установка коленчатого вала 150 с промежуточным подшипником/втулкой 162 с использованием выступа 161 центральной ступицы. Перед размещением коленчатого вала 150 в отверстие 120 вала промежуточный подшипник/втулка 162 надевается на рабочую поверхность 159 подшипника/втулки. Коленчатый вал 150 через отверстие 120 вала продвигается в направлении, показанном на фиг.2 стрелкой 172. Усилие продолжают прикладывать к коленчатому валу 150, когда подшипник/втулка 162 входит в контакт с центральной перегородкой 116, 118. Выступ 161 центральной ступицы препятствует соскакиванию подшипника/втулки 162 с центральной ступицы 160. Это обеспечивает запрессовку подшипника/втулки 162 между центральной перегородкой 116, 118 и центральной ступицей 160. Как было описано выше, усилие продолжают прикладывать к коленчатому валу 150 до тех пор, пока упорное кольцо 158 не войдет в одновременный контакт с картером 110 двигателя и дальним противовесом 152.
Промежуточный подшипник может быть также установлен с использованием центральной опоры 190, состоящей из двух частей, на центральной ступице 160В. Картер 110 двигателя включает верхнюю перегородку 117 и нижнюю перегородку 119. Нижняя перегородка 119 включает многопрофильную поверхность для установки центральной опоры 190 в картере 110 двигателя. Такой профиль включает горизонтальную поверхность 119А, расположенную на ближнем конце нижней перегородки 119, и наклонную поверхность 119В, расположенную на дальнем конце нижней перегородки 119. Центральная опора 190, состоящая из двух частей, включает базовую опору 192 и верхнюю опору 194 и соединена с нижней перегородкой 119. Нижняя часть базовой опоры 192 включает горизонтальную поверхность 192А, которая соответствует и находится в контакте по всей плоскости с горизонтальной поверхностью 119А. Нижняя часть также содержит наклонную поверхность 192В опоры, которая соответствует и находится в контакте по всей плоскости с наклонной поверхностью 119В перегородки. Верхняя часть базовой опоры 192 охватывает часть подшипника 162В, установленного на центральной ступице 160В. Оставшаяся часть подшипника 162В охватывается верхней опорой 194. Базовая опора 192 и верхняя опора 194 соединены друг с другом с помощью соединительного средства, такого как болт (не показан). Центральная опора 190 соединена с нижней перегородкой 119 с помощью болта 196, проходящего через нижнюю перегородку 119 в нижнюю часть базовой опоры 192.
Далее со ссылкой на фиг.5 будет описана установка коленчатого вала 150 с промежуточным подшипником/втулкой 162В с использованием центральной опоры 190. Центральный подшипник 162В расположен на наружной поверхности центральной ступицы 160В. Дальний конец коленчатого вала 150 вставляется в ближний конец отверстия 120 вала. Коленчатый вал 150 через отверстие 120 вала продвигается в направлении дальнего конца 172 до тех пор, пока центральная ступица 160В не станет доступной через цилиндр 114. Базовая опора 192 и верхняя опора 194 вставляются в отверстие 120 вала через цилиндр 114. Базовая опора 192 и верхняя опора 194 выравниваются относительно верхней и нижней частей центральной ступицы 160В и соединяются с помощью болта. Коленчатый вал 150 продвигается дальше в картер 110 двигателя до тех пор, пока наклонная поверхность 192В опоры не войдет в контакт по всей плоскости с наклонной поверхностью 119В перегородки, и отверстия, расположенные на обеих наклонных поверхностях, будут совмещены. В завершение болт 119 вставляется в отверстия в нижней перегородке 119 и базовой опоре 192, соединяя центральную опору 190 с коленчатым валом 110.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретную схему расположения деталей, элементов и т.п., они не исчерпывают всех возможных конструкций или элементов, и для специалистов в данной области техники является очевидным, что возможно множество других модификаций и изменений.