КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к двигателестроению, в частности к конструкциям коленчатых валов двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС).
Коленчатый вал является самой трудоемкой в изготовлении и самой дорогостоящей деталью ДВС. Под действием резко изменяющихся по величине и направлению газовых сил и сил инерции коленчатый вал вращается с переменной угловой скоростью, вследствие чего испытывает упругие колебания, подвергается скручиванию, изгибу, сжатию или растяжению, а также тепловым воздействиям. Все это вызывает деформацию элементов вала и порождает его осевые и крутильные колебании, явления усталости материала и, как следствие, повышенный износ шеек, а иногда и поломку вала. Актуальной является задача увеличения ресурса коленчатого вала и снижения трудоемкости его изготовления.
Из описания к изобретению SU №1620710, МПК5 F16C 3/14, от 07.05.1988 г. известен коленчатый вал состоящий из коренных шеек, шатунных шеек с полостями и заглушками, каналов подвода масла и несквозных каналов его отвода. Каналы расположены перпендикулярно плоскости кривошипа, причем в шатунных шейках, лежащих в одной плоскости кривошипа каналы выполнены выходящими в одну сторону.
Из описания к изобретению SU №1751487, МПК5 F16C 3/14, от 05.03.1991 г. известен коленчатый вал, состоящий из коренных и шатунных шеек, отстоящих друг от друга на радиус кривошипа, щек, а также наклонных масляных каналов, проходящих через область перекрытия, причем диаметр масляного канала в зоне перекрытия шеек и его длина определяются в зависимости от оптимальной величины податливости конструкции.
Из описания к изобретению по патенту RU №2027084, МПК6 F16C 3/14, от 23.12.1991 г. известна конструкция коленчатого вала в котором выполнены криволинейные каналы подвода и отвода масла, соединяющие коренные и шатунные шейки. Эти каналы на выходе из шеек выполнены прямолинейными и перпендикулярными к образующим шеек и плоскости кривошипа.
Из описания изобретения к патенту RU №2335668, МПК6 F16C 3/14, F01M 1/06 от 17.08.2006 г. известен коленчатый вал ДВС содержащий пересекающиеся между собой отверстия подвода масла в коренных шейках и отверстиях подачи масла к шатунным шейкам. Отверстия подвода масла в коренных шейках расположены в одной плоскости с отверстиями подвода масла к шатунным шейкам крайних кривошипов коленчатого вала. При этом указанная плоскость расположена под углом, образованным с одной стороны осью, проходящей через первый и последний кривошип, а с другой стороны плоскостью, в которой лежат оси маслоподводящих отверстий к шатунным шейкам первого и последнего кривошипа. К недостаткам указанного технического решения следует отнести особенность конструкции, при которой в местах пересечения отверстий подвода масла в коренных, шатунных шейках при сверлении образуются, трудноудаляемые из-за сложного расположения заусенцы, которые в последствии могут стать причиной скопления сгустков масла, а также взвешенных в масле твердых частиц, включая продукты износа.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является коленчатый вал известный из описания к изобретению SU №1809190, МПК5 F16C 3/04, 3/14, от 26.06.1991 г., состоящий из коренных и шатунных шеек, отстоящих друг от друга на радиус кривошипа, щек, а также масляных каналов которые выполнены в щеках в виде отверстия, образующего угол с плоскостью опасного сечения коленчатого вала и с плоскостью, проходящей через продольные оси симметрии смежных шеек.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является снижение трудоемкости изготовления коленчатого вала и улучшение условий смазки шатунных подшипников за счет оптимального расположения масляных каналов внутри коленчатого вала ДВС, которые при минимальной протяженности обеспечивают высокую жесткость коленчатого вала влияющую на надежность ДВС в целом и акустические характеристики в частности.
Данная задача решается за счет того, что в коленчатом валу ДВС, содержащем коренные и шатунные шейки со сквозными каналами для смазки, последние выполнены от коренных к шатунным шейкам через щеки под углом γ, образованным плоскостью, проходящей через ось вращения вала и осью шатунной шейки, величина которого находится в диапазоне 26°-28°. При этом входное отверстие сквозного канала в шатунную шейку выполнено в точке равноудаленной от ее торцов, под углом β образованным нормалью к образующей коренной шейки в плоскости параллельной оси вращения вала, величина которого находится в диапазоне 28°10'-30°10'.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно способствует условию патентоспособности "новизна".
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен коленчатый вал ДВС, общий вид;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3-разрез Б-Б на фиг.1;
на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2.
Коленчатый вал ДВС содержит коренные 1 и шатунные 2 шейки со сквозными каналами для смазки 3, которые выполнены от коренных 1 к шатунным 2 шейкам через щеки 4 под углом γ, образованным плоскостью, проходящей через ось вращения вала 5 и осью шатунной шейки 6. Величина угла γ находится в диапазоне 26°-28°. При этом входное отверстие 7 сквозного канала для смазки 3 в шатунную шейку выполнено в точке равноудаленной от ее торцов 8, под углом β образованным нормалью 9 к образующей 10 коренной шейки в плоскости параллельной оси вращения вала 5. Величина угла β находится в диапазоне 28°10'-30°10'.
Работает заявляемое устройство следующим образом. Масло из системы смазки при эксплуатации ДВС поступает через сквозные каналы для смазки 3 из коренных 1 в шатунные 2 подшипники (не показаны), при этом выполненное в шатунной шейке равноудаленно от ее торцов 8 входное отверстие 7 сквозного канала для смазки 3, располагаясь в зоне низких нагрузок, позволяет обеспечить высокую жесткость коленчатого вала.
Заявляемое техническое решение соответствует требованиям промышленной применимости и возможно для реализации на технологическом оборудовании с использованием известных технологий.