составной коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Составной коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, содержащий шатунные шейки, щеки со сквозными цилиндрическими отверстиями, коренные шейки, установленные жестко в сквозные отверстия щек и имеющие сегментные выемки у концов, отличающийся тем, что торец щеки против сегментной выемки на шейке срезан по толщине и на место среза щеки прикреплена пластинчатая накладка, прилегающая к сегментной выемке шейки.

2. Вал по п. 1, отличающийся тем, что пластинчатая накладка выполнена заодно с противовесом, прикрепленным к щеке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции коленчатых валов, и может быть использовано в двигателестроении.

Известен составной коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, содержащий щеки со сквозными цилиндрическими отверстиями, противовесы, закрепленные на щеках, шатунные и коренные шейки, причем коренные шейки жестко установлены своими концами в сквозные отверстия щек (см., например, Дизели: Справочник. Под ред. Ваншейдта В.А. М.-Л.: Машиностроение, 1964, стр. 262, фиг. 42).

В известной конструкции соединение коренных шеек со щеками обеспечивается лишь трением, что ненадежно и в эксплуатационных условиях двигателя приводит к проворачиванию шейки относительно щеки и, как следствие, требует большого объема работ по ремонту вала и двигателя.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является составной коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, содержащий щеки с отверстиями, коренные и шатунные шейки, жестко установленные в отверстия щек, причем отверстия в щеках выполнены глухими с неполным взаимным перекрытием, а части шеек, размещенные в отверстиях щек, выполнены с сегментными выемками, плоскости которых сопряжены (см. например, А.С. СССР N 854101, кл. F 16 C 3/10, 1980).

Известная конструкция составного коленчатого вала имеет ограниченную область применения, а именно она эффективна только тогда, когда и шатунные, и коренные шейки выполнены отдельно от щек с последующим соединением путем запрессовки шеек в отверстия щек; известная конструкция непригодна для валов, где шатунная шейка выполнена за одно с прилегающими щеками, а запрессованы в отверстия щек лишь коренные шейки.

Задачей изобретения является расширение области применения составных коленчатых валов с обеспечением надежности соединения щек с шейками.

Указанная задача достигается в составном коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания, содержащем шатунные шейки, щеки со сквозными отверстиями, коренные шейки, установленные жестко в сквозные отверстия щек и имеющие сегментные выемки у концов.

Согласно изобретению, торец каждой щеки против сегментной выемки у коренной шейки срезан по толщине и на место среза щеки прикреплена пластинчатая накладка, прилегающая к сегментной выемке шейки.

Кроме того, пластинчатая накладка выполнена за одно с противовесом, прикрепленным к щеке.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в расширении области применения составных коленчатых валов с обеспечением надежности соединения щек с шейками. Это достигается тем, что торец каждой щеки против сегментной выемки у коренной шейки срезан по толщине и на место среза щеки прикреплена пластинчатая накладка, прилегающая к сегментной выемке шейки, а также тем, что пластинчатая накладка выполнена за одно с противовесом, прикрепленным к щеке.

На фиг. 1 представлено колено составного вала с пластинчатыми накладками на щеках; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - колено составного вала с пластинчатыми накладками на щеках и с противовесами, выполненными за одно со щеками; на фиг. 4 - сечение по B-B на фиг. 3; на фиг. 5 - колено составного вала с противовесами, выполненными за одно с пластинчатыми накладками и прикрепленными к щекам; на фиг. 6 - сечение по C-C на фиг. 5.

Составной коленчатый вал содержит щеки 1 со сквозными цилиндрическими отверстиями 2, шатунные шейки 3, коренные шейки 4; последние своими концами жестко, (с натягом) установлены в сквозные цилиндрические отверстия 2 щек 1 и имеют у своих концов сегментные выемки 5. На торце 6 каждой щеки 1 против сегментной выемки 5 шейки 4 выполнен срез 7, и на место среза 7 прикреплена, например, болтами 8 или сваркой пластинчатая накладка 9, прилегающая к сегментной выемке шейки 4.

Колено, представленное на фиг. 3 и 4, содержит шатунную шейку 3, выполненную отдельно от щек 1 и запрессованную в отверстия 10 щек 1; щеки 1 снабжены противовесами 11, выполненными за одно со щеками 1; срез на торцах щек выполнен в виде паза 12, в который установлена пластинчатая накладка 9, прикрепленная к щеке 1, например, болтами 8.

Колено, показанное на фиг. 5 и 6, содержит противовесы 13, прикрепленные к щекам 1, например, болтами 14; противовес 13 имеет Г-образный выступ 15, которым он прилегает к срезу 7 щеки и к выемке 5 шейки 4.

Участок прилегания накладки 9 к выемке 5 шейки 4 может быть плоским (фиг. 4 и 6) или по дуге окружности (фиг. 2).

Таким образом, предложенная конструкция коленчатого вала имеет широкий диапазон применения: она пригодна для валов, где шатунные и коренные шейки выполнены отдельно от щек с последующим соединением путем запрессовки шеек в отверстия щек; пригодна для валов, где шатунная шейка выполнена за одно с прилегающими щеками, а запрессованы в отверстия щек лишь коренные шейки; пригодна для валов без противовесов, с противовесами, выполненными за одно со щеками; с противовесами, прикрепленными к щекам, например, болтами или сваркой.

Срез 7 или паз 12 на торце щеки 1 и выемку 5 на конце шейки 4 можно выполнять как до запрессовки шейки 4 в отверстие 2 щеки 1, так и после запрессовки, совместно.

При работе вала момент, стремящийся провернуть щеку 1 относительно коренной шейки 4, воспринимается моментом трения в месте посадки шейки 4 в отверстие 2 и дополнительно, через накладку 9 или Г-образной выступ 15 противовеса 13 элементами крепления этих деталей к щеке, т.е. болтами 8 или 14, либо сваркой, что обеспечивает надежность соединения коренной шейки со щекой. Проворота шатунной шейки относительно щеки на практике не наблюдается, т. к. нет силы, обеспечивающей проворот, поэтому нет необходимости фиксировать ее.