Втулка нижней головки прицепного шатуна V-образных двигателей внутреннего сгорания
BUSHING OF THE LOWER HEAD OF THE TRAILER CONNECTING ROD OF V-SHAPED INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипниковым устройствам кривошипно-шатунных механизмов, а именно к втулкам нижней головки прицепного шатуна, и может быть использовано в V-образных высокофорсированных дизелях, в V-образных автомобильных двигателях, в компрессорных устройствах и т.п.
В V-образных двигателях внутреннего сгорания втулки нижней головки прицепного шатуна испытывают высокие циклические ударные нагрузки, эксплуатируется в условиях недостаточной смазки, что приводит к значительному износу сопряженных трущихся поверхностей, при котором температура трущихся поверхностей резко повышается, что увеличивает и без того высокую тепловую напряженность кривошипно-шатунного механизма.
Известен подшипниковый узел кривошипной головки шатуна, включающий вал, цилиндрический вкладыш, выполненный с минимальной толщиной, расположенной со стороны стержневой части головки, имеющий переменную по окружности толщину с максимальной величиной по линии симметрии головки шатуна со стороны цилиндрической ее части, противолежащей стержневой части, и имеющий участок рабочей поверхности, расположенный на половине вкладыша, прилежащей к стержневой части головки и выполненный в виде трех сопряженных поверхностей, две из которых имеют переменный радиус кривизны и сопряжены с цилиндрической поверхностью, а третья выполнена в виде эксцентричной расточки с радиусом, меньшим радиуса упомянутых поверхностей, и расположена между поверхностями с переменным радиусом, при этом радиус эксцентричной расточки больше радиуса вала (см. SU авторское свидетельство №699249, F16C 9/04, 1978).
Недостатком данного устройства является низкая надежность эксплуатации из-за образования зон сухого трения, вследствие неравномерной смазки трущихся поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является втулка подшипника скольжения "ASB-4", содержащая, выполненные на рабочей поверхности центральную кольцевую канавку и расположенные симметрично под углом и по обе стороны от центральной кольцевой канавки подводящие канавки, сообщенные с центральной кольцевой канавкой, при этом, по крайней мере, по одному краю рабочей поверхности втулки выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая боковая канавка, отделенная от подводящих канавок телом втулки (см RU, патент №2216660, F16C 33/10, 2002).
Недостатком данной втулки является низкая надежность эксплуатации из-за неравномерной смазки трущихся поверхностей, низкий срок эксплуатации из-за перегрева трущихся поверхностей.
Техническим результатом является повышение надежности работы втулки нижней головки прицепного шатуна двигателя внутреннего сгорания и увеличение срока эксплуатации за счет равномерного распределения смазки, интенсивного охлаждения трущихся поверхностей и исключения быстрого вытекания смазки из зоны трения.
Технический результат достигается во втулке нижней головки прицепного шатуна V-образных двигателей внутреннего сгорания, включающей включающая корпус, выполненный в виде цилиндрического тела с центральным осевым отверстием, внутренняя поверхность которого выполнена эллипсообразной формы с расположением большой оси эллипса параллельно оси симметрии шатуна, при этом на внутренней поверхности цилиндрического тела выполнены две продольные канавками и по меньшей мере одна расположенная под углом к продольным канавкам маслоподводящая канавка, концы которой сообщены с продольными канавками, на одной из маслоподводящей канавке выполнено эллипсоидное отверстие, большая ось которого совпадает с продольной осью маслоподводящей канавки, на концах наружной цилиндрической поверхности втулки выполнены поперечные канавки прямоугольно формы с по меньшей мере двумя отверстиями, соединенными с продольными канавками; а в центральной части наружной поверхности выполнен прямоугольный паз для размещения нижней головки прицепного шатуна, наружная цилиндрическая поверхность выполнена с антикоррозионным покрытием, а внутренняя поверхность выполнена с антифрикционным покрытием.
Выполнение внутренней поверхности корпуса втулки прицепного шатуна эллипсообразной формы с расположением большой оси эллипса параллельно оси симметрии шатуна позволяет удерживать слой масла, обеспечивая надежную систему смазки трущихся поверхностей.
Выполнение на внутренней поверхности цилиндрического тела двух продольных канавок и, по меньшей мере, одной, расположенной под углом к продольным канавкам, маслоподводящей канавки, концы которой сообщены с продольными канавками обеспечивает стабильный равномерный слой смазки между трущимися поверхностями пальца и втулки.
Выполнение на одной из маслоподводящей канавке эллипсоидного отверстия, большая ось которого совпадает с продольной осью маслоподводящей канавки позволяет создать масленую полость, в которой находится необходимый гарантированный запас масла, исключающий при аварийной ситуации «схватывание» трущихся поверхностей втулки и пальца.
Выполнение на концах наружной цилиндрической поверхности втулки поперечных канавок прямоугольной формы с, по меньшей мере, двумя отверстиями, соединенными с продольными канавками, позволяет обеспечивать равномерную подачу смазки во все трущиеся поверхности.
Выполнение в центральной части наружной поверхности втулки прямоугольного паза обеспечивает надежное крепление на пальце нижней головки прицепного шатуна.
Выполнение наружной цилиндрической поверхности с антикоррозионным покрытием, обеспечивает надежную защиту от «фреттинг-коррозии», что гарантированно увеличивает срок эксплуатации данного узла кривошипно-шатунного механизма, а наличие на внутренней поверхности - антифрикционного покрытия позволяет уменьшить потери мощности за счет низкого значения коэффициента трения.
Втулка нижней головки прицепного шатуна V-образных двигателей внутреннего сгорания поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид втулки, на фиг. 2 - вид втулки в нижней головке шатуна, на фиг. 3 - разрез по А-А фиг. 2.
Втулка нижней головки прицепного шатуна V-образных двигателей внутреннего сгорания состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндрического тела 2 с центральным осевым отверстием 3, внутренняя поверхность 4 которого выполнена эллипсообразной формы с расположением большой оси эллипса параллельно оси симметрии шатуна. На внутренней поверхности 4 цилиндрического тела 2 выполнены две продольные канавки 5 и 6 и по меньшей мере одна расположенная под углом к продольным канавкам 5 и 6 маслоподводящая канавка 7, концы которой сообщены с продольными канавками. На одной из маслоподводящих канавок 5 и 6 выполнено эллипсоидное отверстие 8, большая ось которого совпадает с продольной осью маслоподводящей канавки 5. На концах наружной цилиндрической поверхности 9 втулки выполнены поперечные канавки 10 и 11 прямоугольно формы с по меньшей мере двумя отверстиями 12 и 13, соединенными с продольными канавками 5 и 6. В центральной части наружной поверхности 9 выполнен прямоугольный паз 14 для размещения нижней головки прицепного шатуна. Наружная цилиндрическая поверхность 9 выполнена с антикоррозионным покрытием, а внутренняя поверхность 4 выполнена с антифрикционным покрытием.
Втулка нижней головки прицепного шатуна V-образных двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.
Втулка нижней головки прицепного шатуна 18 устанавливается в проушины главного шатуна 15. После этого во втулку 18 вставляется палец прицепного шатуна 17, на который крепится прицепной шатун 16. Для обеспечения бесперебойной смазки трущихся поверхностей втулки и пальца в главном шатуне имеются масляная полость А и масленые каналам Б и В. Масло под давлением из полости А через каналы Б и В подается к втулке нижней головки прицепного шатуна и заполняет овальную масленую полость, образованную эллипсоидным отверстием 8. Из масленой полости масло частично угодит в канал прицепного шатуна, оставшаяся часть масла попадает на трущиеся поверхности пальца прицепного шатуна и втулки.
Предложенная втулка нижней головки прицепного шатуна V-образных двигателей внутреннего сгорания повышает надежность работы кривошипно-шатунного механизма шатуна двигателя внутреннего сгорания, увеличивает срок эксплуатации за счет равномерного распределения смазки, интенсивного охлаждения трущихся поверхностей и исключения быстрого вытекания смазки из зоны трения.