Вкладыш подшипника коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

ЕТЕ К А 8 ТОРСКОМУ лиал Института маагонравоваи Р.М.Лапшин ьство СССР02, 1985.ПНИКА КОЛЕНЧАЛЯ ВНУТРЕННЕГО ения: вкладыш идвух полуколец с од" ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) ВКЛАДЫШ ПОДШИТОГО ВАЛА ДВИГАТЕСГОРАНИЯ. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорах двига Гелей вйутренйего сгорания.Известна опора скольжения, содержащая вкладыш с канавкой подвода смазки под давлением на его рабочей поверхности, установленный с возможностью возвратно- вращательного перемещения посредством регулирующего элемента, размещенного в корпусе, и вкладыш выполнен в виде жестко соединенных между собой сегментов,Недостатком устройства является то, что в условиях пусковых режимов. с увеличивающимися температурами и переменными нагрузками разница в температурных расширениях жестко связанных между собой сегментов снижает надежность опоры . скольжения. Кроме того, при большой частоте пусков снижается долговечность. нней поверхности и ваго сектораиз антиала, размещенной в шего нагружения, и ри евого сектора д, и цбрана из соотноше- Т.)/1 + а 8(тр - Т.), иенты линейного раскладыша и антифрик-р и То - рабочая и рывкладыша подшипнавкой на их внутре вставки в виде кольце фрикционного матери канавке в зоне наиболь этом толщина кольц глубина канавки Ьо в н ия: д= Н ад(Тр - где а, иар- коэффиц ширейия материалов в ционного сегмента; Т монтажная температу ника, 4 ил,Известна опора скольжения, содержащая корпус с расположенными в нем износостойким и антифрикционным установленным с возможностью поворота вкладышами, средства для поворота, возврата и ограничения поворота антифрикционного вкладыша вокруг оси, в которой обеспечивается повышение надежности и долговечности путем снижения износа при нестационарных режимах работы за счет изменения фрикционных характеристик поверхности трения при переходе от пускового режима к рабочему. Износ втулки снижается за счет автоматического переключения контакта вала с износостойкой поверхностью на контакт с антифрикционной поверхностью при помощи возвратной пружины и специального устройства, .Недостатком этой опоры скольжения являетсямалая надежность и долговечность, обусловленная возможными отказами возвратной пружины и специального устройства в условиях частых пусков и переменных по величине и направлению нагрузках, 5Наиболее близким по технической сущностй и взятый в качестве прототипа к заявляемому"является"вклдадыш подшипника коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, вйпотлйенный в виде двух полу вгулдодк с канввбми "на его внутренней по. ветРхдносттй"иснабженный - двУмЯ. устзйовле 1 ВЯЙ в ,канавках разьемными кольцами; выптолненными из фторсодержа-щих пластмасс15Недостатком вышеуказанного вкладыша подшипника является низкая надежность и долговечность прииспотльэовайии этого вкладыша в пусковых режимах двигателя внутреннего сгорания,. сопровождаю щихся увеличением температуры. При нерациональном подборе размеров иматерйала вкладыша и разъемных колец колебания темйературы масла вызывают либо интенсивный износ колец, либо появление 25 , зазора между ними и валом.Целью изобретения является повышения надежности и долговечностй путем снижения износа при пусковых режимах.Поставленная цель достигается тем; что 30 . во вкладыше подшипника коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, состоящео из двух полувкладышей с канавкой на его внутренней поверхности и с размещенной в канавке вставкой, вставка установлена в на; 35 : - иболее нагруженной зоне и выполнена в виде антифрикционного сегмента, толщина которого б,и глубина канавки Ьо выбраны из соотношения:40бо =Ьогде а и а- коэфФициенты линейного расширения материалов полувкладцша и анти фрикционного сегмента;Тр иТо - рабочая и монтажная температуры вкладыша подшипника;Установка вставки в наиболее нагру-женной зоне и выполнение ее в виде анти- ,50 . фрикционного сегмента в соответствии с . заявляемым соотношением толщины сег-мента и глубины канавки приводит к повышению надежности и долговечности за счет увеличения минимальнойтолщины"смаэоч ного слоя 6 вп в подшипнике, поскольку действующая "внтеаняянагрузка уравновешивается силами давления смазочного слоя при меньшей величине эксцентриситета расположения вала в подшипнике, что следует из основных положений гидродинамической теории смазки и подтверждено специальными экспериментами. Например, сравнительные испытания подшипника со сплошной кольцевой канавкой и с канавкой нулевой глубийы в наиболее нагруженной зоне показали увеличение Г 1 юп, в 2,5 раза. Это обусловлено затруднениетм вцтекания смазки из наиболее нагруженйой эоны при гидродинамическом режиме, т.е. при рабочем режиме, характеризующимся высокой температурой и скоростями скольжения;Нулевая глубина канавки формируется именно в том случае, когда толщина бо сегмента и Ь о глубина канавки связаны между собой заявляемым соотношением, при этом величина Ьо задана заранее,По известной величине Ьо согласно заявляемой формуле определяется толщина сегмента ботакчтобы величина Ьибпри Тр были равны, т.е,Ь=Ьо+Ьой (Тр то) - д =дт+до мафр тф)Аоткуда " : . / 3,:д,1 та,тт -то) у-тт, -т.я Если толщина сегмента будет меньше, чем величина бо в заявляемом соотношении, то при работе подшипника канавка в наиболее нагруженной зоне не будет иметь нулевую глубину и относительный эксцентриситет расположения вращающегося вала в подшипнике, а, следовательно, и минимальная толщина смазочного слоя будет меньше, чем М в случае канавки нулевой глубины, что снижает надежность работы йодшипника установленного в двигателе внутреннего сгорания при пусковых режимах. Если толщина сегмента будет больше,чем б, в заявляемом соотношении, то при разогреве подшипника сегмент будет выступать над поверхностью вкладыша в наиболее нагруженной зоне, что может привести к заклиниванию вала. Кроме того, отсутствие канавки в наиболее нагруженной зоне при пусковом режиме затрудняет подачу масла в зону трения, что также снижает надежность и долговечность подшипника из-за воэможнОсти задиров трущейся поверхности.Нафиг.1 представлен вкладыш подшйпника коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, разрез; на фиг.2 а - сечение наиболее нагруженной зоны вкладыша в холодном состоянии; 26 - сечение наиболеенагруженной зоны в рабочем состоянии,2 в Ь О 1+ п(Тр-То) до 1+ пф р-То) - сечение наиболее нагруженной зоны при расширившийся сегмент 7 полностью пере- отсутствии антифрикционного сегмента в кроет канавку 3. При этом подача смазки в канавке, наиболее нагруженную зону осуществляет. Вкладыш состоит из двух полувклады ся за счет скорости У, а толщина слоя смазшей 1 и 2 с канавкой 3 на его,внутренней ки п существенно больше, чем Ь(см. фиг.2 в поверхности 4 и с размещенной в канавке 3 .и б). Увеличение и по сравнению с й обусвставкой 5. Вставка 5 установлена в наибо- ловлено затрудненностью утечки смазки из лее нагруженной зоне 6 и выполнена в виде смазочного клина в канавку и торцы вкладыантифрикционного сегмента 7, толщийа ко ша. торого д, а глубина канавки Ьо, Установка айтйфрикционного сегментаВ верхней части полувкладыша 1 выпол- в наиболее нагруженной зоне, толщина коненоотверстие 8 дляподачисмазки, Внутриторого и глубина канавки выбираются из вкладыша размещен коленчатый вал 9, ра- заявляемого соотношения: диусом г, нагруженный усилием Р и враща ющийся с угловой скоростью Яо 1 + а Т - Т,Вкладыш подшипника коленчатого вала+ а р - Т работает следующим образом,Смазка через отверстие 8 под давлени- - позволит увеличигь толщину смазочного ем подается на внутреннюю поверхность 4 20 слоя в подшипнике в 2,5 раза; уменьшить вкладыша и по канавке 3 в результате вра- потери на трение на 0,5; повысить надеж.- щения вала 9 движется вдоль рабочей по- ность и долговечность работы подшипника, верхности 4 в наиболее нагруженную зону Формула й зоб рете н и я 6. Вкладыш подшипника коленчатого валаВ. холодном состоянии двигателя внут двигателя внутреннего сгорания, состояреннегосгорания, когдатемпературасмаз- щий из двух полуколец с канавкой на их ки и деталей равняется монтажной - То, внутренней поверхности и размещенной в толщина антифрикционного сегмента 7 рав-, канавке вставки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, няется величине до а глубина канавки 3 что, с целью повышения его надежности и равняется величине Ьо, причем Ьооо30 долговечности путем снижения износа при Наличие разности Ьо-до облегчает подачу пусковом режиме работы, вставка выполнемасла из отверстия 8 в наиболее нагружен- на в виде кольцевого сектора из антифрикную зону 6 при пуске ДВС, т.е. низких ско- ционного материала и размещена в зоне ростях скольжения и температуре масла.: наибольшего нагружения, при этом толщи- При работе двигателя внутреннего сгорания 35 на кольцевого сектора до и глубина канавки в результате действия усилия Р вращаю- Ьо выбраны из соотношения щийся с угловой скоростью Я вал 9 образует смазочный клин с высоким давлением в .: 1+а Т - Т, наиболеенагруженной зонебэасчетскоро- :+а р То сти вращения- вала 9 Ч - ЧЧ г и вязкости 4 О смазки, которая определяется рабочей тем-где а и а - коэффициенты линейного распературой Тр-То. ширейия материалов вкладыша и антифрикВ результате температурного расаир. ционного сегмента; ния материала полувкладыша 2 и антифрик-Тр и То - рабочая и монтажная темперационного сегмента 7 происходит 45 туры вкладыша подшипника. уменьшение разности Ьо - до, причем в случае выполнения равенства:1781475 фиг Составитель Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцо Реда кт Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,каз 4265 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушскаянаб 4/5