СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОХОДА ДЛЯ ШАТУНА В КОРПУСЕ ЦИЛИНДРА, КОРПУС ЦИЛИНДРА И ДВИГАТЕЛЬ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПРИ ПОМОЩИ СПОСОБА
METHOD OF MACHINING PASSAGE FOR CONNECTING ROD IN CYLINDER BODY, CYLINDER BODY AND ENGINE, OBTAINED USING SAID METHOD

Изобретение относится к механической обработке корпусов цилиндров двигателя внутреннего сгорания.
В частности, объектами изобретения являются способ механической обработки прохода для шатуна в корпусе цилиндра двигателя внутреннего сгорания, корпус и двигатель, выполненные при помощи этого способа.
Способ состоит в выполнении в основании гильзы цилиндра прямого выреза цилиндрической формы, который позволяет шатуну смещаться в боковом направлении во время подъема или опускания поршня в цилиндре, при помощи вращающегося фрезеровочного инструмента, который работает, совершая движения под цилиндром.
Как правило, шатун двигателя внутреннего сгорания содержит ножку шатуна, на которой установлена ось привода поршня, и головку шатуна, соединяемую с коленчатым валом. Ножка шатуна содержит отверстие для установки оси привода поршня. Головка шатуна тоже содержит отверстие, в которое заходит шатунная шейка коленчатого вала, смещенная относительно оси вращения коленчатого вала.
Шатун предназначен для соединения коленчатого вала с поршнем с целью преобразования движения вращения коленчатого вала в возвратно-поступательное вертикальное перемещение поршня внутри цилиндра. Ее головка вращается вместе с коленчатым валом, тогда как ее ножка смещается вертикально вместе с поршнем между положениями верхней мертвой точки и нижней мертвой точки, показанными на фиг.1. Между этими двумя крайними положениями шатун поднимается и опускается вместе с поршнем, приближаясь или удаляясь от стенки цилиндра.
Как правило, проемы, обеспечивающие смещение шатуна в основании цилиндра, или проходы для шатунов выполняют посредством механической обработки в основании гильзы цилиндра при помощи вращающейся фрезы, перемещающейся вертикальными движениями. Фреза фронтально врезается в основание гильзы, и выполненный таким образом вырез или паз представляет собой прямой вырез в ее нижней части.
Фронтальное вырезание гильзы цилиндра при помощи фрезы чревато риском быстрого износа как фрезеровочного инструмента, так и юбки поршня, когда она опускается, сохраняя контакт с пазом.
Задача изобретения состоит в повышении качества механической обработки проходов шатунов в цилиндре и одновременно в ограничении рисков преждевременного износа юбки поршня и фрезеровочного инструмента.
Для этого изобретением предлагается ориентировать направление движения фрезеровочного инструмента с наклоном относительно оси цилиндра.
Таким образом, вырез прохода шатуна, выполненный в гильзе цилиндра, ориентирован с наклоном относительно его оси.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания неограничивающего варианта осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показано перемещение шатуна в корпусе цилиндра;
на фиг.2 представлен известный способ механической обработки проходов для шатуна;
на фиг.3 показан паз, выполненный при помощи известного способа;
на фиг.4 представлен предложенный способ механической обработки;
на фиг.5 и 6 показано смещение шатуна в корпусе, обработанном в соответствии с изобретением.
На фиг.1 представлен вид в разрезе корпуса 1 цилиндра двигателя внутреннего сгорания и шатуна, соединенного с поршнем (не показан), вблизи положения верхней мертвой точки и нижней мертвой точки. Головка 3 шатуна содержит отверстие 3а, в котором устанавливают шатунную шейку (не показана) коленчатого вала. Ножка 4 шатуна содержит отверстие 4а, в котором устанавливают ось привода поршня (тоже не показана). Гильза цилиндра 6 изнутри покрыта рубашкой 7, обычно выполняемой во время литья. В плоскости разреза между двумя изображениями шатуна 2 показан также проход 8 для коленчатого вала. Сзади шатуна видно дно вертикального цилиндра 9 меньшего диаметра, чем предыдущий, которое обеспечивает извлечение шлифовального инструмента (не показан), применяемого для чистовой обработки поверхности гильзы, а также отверстие 11 для прохождения газов, проходящее через цилиндр 9 в горизонтальном направлении.
На фиг.2 и 3, где шатун не показан, в увеличенном виде схематично представлен фрезеровочный инструмент 13 в рабочем положении в основании гильзы 6 (фиг.2) и паз 12, выполненный этим инструментом согласно известному способу механической обработки посредством вертикальных движений под цилиндром. Выполненный таким образом паз 12 представляет собой прямой вырез, образующий острую кромку 12а в основании гильзы 6. Как было указано выше, фронтальное вырезание основания гильзы 6 фрезеровочным инструментом приводит к быстрому износу последнего. Кроме того, юбка поршня (не показана) тоже может быть повреждена, если она входит в контакт с этой кромкой, и боковое смещение шатуна строго ограничено высотой выреза 12 в основании гильзы, которое имеет острую кромку, показанную на фигуре 3.
На фиг.4 показан цилиндрический фрезеровочный инструмент 13, осуществляющий уже не вертикальное движение, а движение с наклоном в цилиндре. Такая механическая обработка происходит с меньшим ударным воздействием инструмента на гильзу 6. Поверхность паза или выреза 14 имеет цилиндрическую форму. Она ориентирована с наклоном вдоль оси движения инструмента. Эта поверхность меньше, чем при обработке согласно известному способу.
На фиг.5 и 6 опять показан шатун 2, а также пространство 16, внутри которого шатун смещается вокруг коленчатого вала. Это пространство специалисты называют «мандолиной» из-за его схожести с одноименным музыкальным инструментом. Его форма определяется размерами и кинематикой движения шатуна.
На схемах видно, что паз 14, выполненный в соответствии с изобретением, позволяет получить достаточное пространство между цилиндром и путем шатуна 3 во время подъема и опускания поршня, чтобы избежать любого риска ударного воздействия на этом уровне.
Таким образом, шатун и основание гильзы предохранены от взаимных столкновений, которые могли бы происходить во время работы по причине износа деталей или увеличения их рабочих зазоров в течение срока службы двигателя.
Как было указано выше, изобретение имеет также и другие преимущества. В частности, пропадает риск столкновения юбки поршня с острой кромкой, когда она перемещается в нижней части гильзы вблизи нижней мертвой точки. Наконец, фрезеровочный инструмент тоже предохранен от фронтальных столкновений с основанием гильзы.