Белоусов Е.В. Дизельные двигатели современных морских судов

Подождите немного. Документ загружается.

– 50 –

3.2.9 – Шток поршня и сальник штока

Шток поршня соединяет поршень с по-

перечиной крейцкопфа и передает усилия

от поршня к крейцкопфу и наоборот. Кон-

структивно шток поршня современных

МОД представляет собой сплошной или

полый цилиндр с двумя фланцами на кон-

цах. К верхнему фланцу длинными подат-

ливыми шпильками или болтами крепятся

элементы поршня. Для увеличения длинны

шпилек иногда применяются

дистанцион-

ные проставки. Нижним фланцем шток со-

единяется с поперечиной крейцкопфа (рис.

3.12 а, в) с помощью шпилек или болтов,

которые ввинчиваются в поперечину через

отверстия во фланце штока.

Между торцевым вырезом в поперечине

крейцкопфа и фланцем устанавливается

плоская прокладка (рис. 3.12 в), ее толщи-

ной регулируют начальное положение

поршня относительно втулки

цилиндра.

У современных МОД шток поршня име-

ет сквозное отверстие, в которое устанав-

ливается труба для подвода и отвода охла-

ждающей жидкости к поршню. Так у дви-

гателей серии RTA фирмы Wärtsilä жид-

кость подается в зазор между трубой и

штоком, а отводится по внутренней полос-

ти трубы, что позволяет понизить темпера-

туру штока и улучшить условия работы

его сальника. У двигателей фирмы MAN

серий К, L, S охлаждающая жидкость по-

дается к поршню через полость трубы, а

отводится в зазор между трубой и штоком

(рис. 3.20). Наружная поверхность штока

шлифуется для эффективного прилегания

к уплотнениям сальника штока и умень-

шения сил трения.

В месте прохода

штока через диафрагму,

отделяющую подпоршневую полость ци-

линдра от картера, ставится сальник (рис.

3.20) предотвращающий попадание сма-

зочного масла из картера в полость проду-

вочного воздуха и продувочного воздуха в

картер. Корпус сальника выполнен в виде

фланца состоящего из двух частей, соеди-

няемых болтами. С внутренней стороны

фланца имеется ряд кольцевых

канавок. В

верхней канавке устанавливается масло-

съемное кольцо, которое предотвращает

попадание шлама из подпоршневой полос-

ти на другие кольца. Со стороны картера, в

нижних канавках устанавливаются масло-

съемные кольца, которые снимают сма-

зочное масло со штока. От нижних канавок

масло снятое кольцами со штока возвра-

щается в картер через отверстия в

корпусе

сальника. Между маслосъемными кольца-

ми располагаются уплотнительные кольца,

которые предотвращают проникновения

продувочного воздуха вдоль штока порш-

ня. Конструктивно маслосъемные и уплот-

нительные кольца представляют собой на-

бор из трех или четырех сегментов, кото-

рые удерживаются на месте с помощью

установочных штифтов. К штоку поршня

сегменты прижимаются посредствам спи-

ральных

пружин расположенных в канав-

ках, проточенных по наружной поверхно-

сти кольца. На внутренней поверхности

маслосъемных колец располагаются мас-

лосъемные кромки. Уплотнительные коль-

ца имеют ровную рабочую поверхность. В

одну канавку сегменты укладываться в два

ряда со смещением замков относительно

друг друга. Зазоры между концами сегмен-

тов обеспечивают их прилегание к штоку

поршня по мере изнашивания сегмента.

Рисунок 3.20 – Поршень и поршневой шток

МОД серий К, L, S фирмы MAN (стрелками

показано направление движения охлаждающей

жидкости)

– 51 –

Через отверстия в корпусе и сверление в

диафрагме канавка верхнего маслосъемно-

го кольца сообщается с воронкой снаружи

двигателя, которая служит для контроля

состояния уплотнительных и маслосъем-

ных колец. Прорыв воздуха указывает на

дефекты уплотнительных колец, а избыток

масла на дефекты маслосъемных колец.

Сальник вынимается вместе со штоком

поршня во время его

ревизии, но может

быть также разобран в картере без выемки

поршня.

Рисунок 3.21 – Сальник поршневого штока двигателей серий К, L, S фирмы MAN. 1 – корпус саль-

ника; 2 – верхнее маслосъемное кольцо; 3 – уплотнительные кольца; 4 – спиральные стяжные пружи-

ны; 5 – нижние маслосъемные кольца; 6 – основание корпуса сальника

3.2.10 – Крейцкопф и параллели

Крейцкопф воспринимает силы от дав-

ления газов, передаваемые от поршня че-

рез поршневой шток, а также передает на

параллели нормальную силу от шатуна,

разгружая тем самым шток поршня и сам

поршень от действия боковых сил. По кон-

струкции бывают крейцкопфы с односто-

ронним и двухсторонним ползуном. Одно-

сторонний ползун применяется на

нере-

версивных двигателях, а также на ревер-

сивных у которых параллели выполнены в

виде пазов расположенных по обеим сто-

ронам ползуна. Недостатком такой схемы

является то, что при реверсе двигателя,

площадь, воспринимающая нормальную

силу меньше чем при вращении дизеля на

передний ход. В результате приходится

ограничивать мощность двигателя при его

работе в реверсном режиме. На современ-

ных МОД применяются преимущественно

крейцкопфные механизмы двухстороннего

действия, обеспечивающие возможность

получения максимальной мощности неза-

висимо от направления вращения двигате-

ля. Общая компоновка кривошипно-

шатунного механизма с двухсторонним

крейцкопфом показана на рис. 3.22 а, а

общий вид крейцкопфа в сборе показан на

рисунках 3.22 б и 3.22 д.

Крейцкопф

состоит из поперечины и

ползунов.

Поперечина передает усилия от поршня к

шатуну, соединяя поршневой шток и пол-

зуны с верхней головкой шатуна в один

узел, называемый главным соединением.

Средняя часть поперечины имеет прива-

лочную поверхность для крепления флан-

ца поршневого штока. Использование

фланцевого соединения позволяет увели-

чить жесткость поперечины и

использо-

вать подшипник крейцкопфа со сплошной

нижней поверхностью. Это дает возмож-

ность уменьшить удельные давления на

– 52 –

опорную поверхность, увеличив тем са-

мым срок службы подшипника.

На привалочной поверхности попере-

чины выполнены резьбовые отверстия для

болтов крепления, отверстия для устано-

вочных штифтов, а также каналы для под-

вода и отвода охлаждающей жидкости

(рис. 3.22 г). По краям от привалочной по-

верхности располагаются шейки для со-

единения с цапфами

верхней головкой ша-

туна. По краям поперечины на специаль-

ных шейках крепятся два ползуна, распо-

ложенные по обе стороны от плоскости

качания шатуна. Кроме того, к обработан-

ным поверхностям поперечины крепятся,

трубы масляной системы.

Рисунок 3.22 – Крейцкопф и его элементы: а – размещение крейцкопфного узла в картере двигате-

ля; б – общий вид двухстороннего крейцкопфного узла малооборотного двигателя; в – крейцкопфный

узел двигателей серий К, L, S фирмы MAN; г – общий вид двухстороннего ползуна; д – общий вид

поперечины крейцкопфа. 1 – шатун; 2 – ползун; 3 – поперечина; 4 – шток поршня; 5 – параллели; 6 –

установочный штифт; 7 – фиксирующие крышки; 8 –

боковые опорные планки, 9 – привалочная

поверхность поперечины

Двухстороннее расположение ползунов

обеспечивает легкий доступ к подшипнику

главного соединения, дает возможность

сократить длину шатунов и укрепить стой-

ки станины направляющими ползунов для

увеличения жесткости остова двигателя.

Для изготовления поперечин используют

углеродистые, а также хромомолибдено-

вые и хромоникелевые среднеуглероди-

стые термообрабатываемые стали.

Ползуны перемещаются по параллелям

в плоскости качания шатуна и

выполняют-

ся цельными (рис. 3.22 б, г) или составны-

ми (рис. 3.22 в). Они имеют две рабочие

поверхности, залитые антифрикционным

сплавом, на которых делают продольные и

поперечные канавки для равномерного

распределения масла по всей плоскости.

Для фиксации ползунов от смещения в

продольной плоскости двигателя устанав-

ливаются боковые опорные планки (рис.

3.22). Ползуны отливают

из углеродистых

сталей.

Параллели воспринимают боковое уси-

лие, передаваемое ползунами крейцкопфа.

Они представляют собой вертикальные

чугунные или стальные направляющие,

которые крепят к поперечным листам ста-

а) б) в)

г)

д)

– 53 –

нин. Параллели бывают одно- и двусто-

ронними. Односторонние параллели ис-

пользуются у нереверсивных двигателей, а

у реверсивных параллели оборудуются

съемными щеками которые образуют

двухсторонний паз по которому скользит

ползун. Двусторонние параллели, имеют

четыре направляющих поверхности кото-

рые работающие попарно. Они крепятся по

обе стороны от плоскости качания шатуна

со смещением от

оси цилиндра примерно

на половину ширины поперечины.

3.2.11 –

Шатунная группа

В состав шатунной группы входят ша-

тун, подшипники верхней и нижней голо-

вок, крышки шатуна, шатунные болты и

гайки (рис. 3.23).

Шатун передает усилия от поршневого

пальца или поперечины крейцкопфа на

шатунную (мотылевую) шейку коленчато-

го вала, а также обеспечивает перемеще-

ние поршня во время вспомогательных хо-

дов. При работе двигателя шатун

соверша-

ет сложное поступательно-вращательное

движение, при котором на него действуют

силы от давления газов, силы инерции по-

ступательно и вращательно движущихся

масс и силы инерции, возникающие при

качании шатуна.

Шатун состоит из верхней и нижней

головок, которые соединяются между со-

бой стержнем с плавными переходами от

одного элемента конструкции

к другому

(рис.3.23, 3.24). К нижней головке шатуна

может крепиться один или несколько

стержней. Если стержней несколько, то

один из них к головке крепится жестко, а

остальные шарнирно через специальные

проушины, в которые вставляются соеди-

нительные пальцы (рис. 3.24 е). В такой

конструкции жестко соединенный шатун

называется основным, а присоединенный

шарнирно называется

прицепным. Подоб-

ная компоновка шатунов характерна для

некоторых высокооборотных V-образных

и звездообразных двигателей. Она позво-

ляет уменьшить длину шатунных шеек ва-

ла, повысив тем самым их жесткость, а

также более равномерно распределить

удельные нагрузки на подшипник нижней

головки шатуна. Недостатком такой кон-

струкции является более сложная кинема-

тика, в результате чего

поршни, приводи-

мые прицепным шатуном, имеют меньший

ход, чем поршни приводимые основным

шатуном. Кроме того конструктивно такие

шатуны сложнее, а наличие шарнирного

соединения испытывающего при работе

большие нагрузки снижает надежность

всего узла. По этим причинам в V-

образных судовых СОД преимущественно

применяется схема, при которой к одной

шатунной шейке вала крепится

два незави-

симых шатуна, от которых приводятся

поршни левого и правого ряда цилиндров.

Рисунок 3.23 – Шатун современного

крейцкопфного двигателя К90МС фирмы

MAN: 1 – крышка верхней головки; 2 – под-

шипник поперечины; 3 – стержень; 4 – нижняя

головка; 5 – подшипник нижней головки; 6 –

крышка нижней головки

– 54 –

Стержень шатуна испытывает боль-

шие осевые усилия сжатия и растяжения

от действия составляющих сил давления

газов и сил инерции поступательно дви-

жущихся масс. Для обеспечения необхо-

димой жесткости стержень шатуна у МОД

и СОД изготавливают преимущественно

круглого сечения (рис. 3.23; 3.24 а, в, г, д;

3.25 а) со сверлением для подвода масла к

верхней головке шатуна или без сверле-

ния. У ВОД для уменьшения массы шату-

на широко используются стержни духтав-

рового сечения со сверлением и без него

(рис. 3.24 б, е; 3.25 б, в). Такая форма по-

зволяет осуществить плавный переход бо-

ковых полок в криволинейные очертания

головок.

Головки шатуна выполняются цельны-

ми или

разъемными. Отъемная часть го-

ловки называется крышкой. У современ-

ных крейцкопфных двигателей для облег-

чения монтажа и демонтажа обе головки

делают разъемными (рис. 3.22). У четы-

рехтактных дизелей разъемной делается

только нижняя головка, которая крепится к

телу шатуна шпильками или болтами.

а)

б) в)

г)

д) е)

Рисунок 3.24 – Основные конструкции шатунов средне- и высокооборотных судовых ДВС. а

– L 16/24 фирмы MAN; б – Ваза R 32 фирмы Wärtsilä; в – L 23/30 фирмы MAN; г – М 43

фирмы МаК; д – со сферической опорой; е – Д-70 завода им. Малышева

– 55 –

Рисунок 3.25 – Виды основных сечений

стержня шатуна судовых двигателей: а – круг-

лое со сверлением для подвода масла к верх-

ней головке; б – двутавровое со сверлением; в

– двутавровое без сверления

Верхняя головка шатуна современного

крейцкопфного двигателя выполняется в

виде разъемной проушины являющейся

плавным продолжением стержня. В про-

ушине имеется расточка под подшипник

поперечины. Верхняя крышка имеет вырез

для прохода штока поршня. Для фиксации

положения крышки относительно тела го-

ловки используются установочные штиф-

ты. Подшипник поперечины выполнен в

виде двух вкладышей,

залитых слоем бе-

лого металла а, нижний вкладыш еще и

покрыт приработочным слоем. Для более

равномерного подвода масла ко всей по-

верхности подшипника на вкладышах вы-

полнены маслораспределительные канавки

и утоньшения называемые карманами. Они

позволяют увеличить расход масла через

подшипник, улучшив тем самым условия

для охлаждения вкладышей, а также для

выноса

из зоны трения продуктов износа

(рис 3.26).

Верхняя головка шатунов СОД и ВОД

обычно выполняется в виде цельной замк-

нутой проушины, имеющей плавное со-

пряжение со стержнем шатуна и симмет-

ричной относительно его продольной оси.

В ряде случаев верхнюю головку делают с

косыми срезами или профильными выем-

ками торцевых поверхностей (рис

. 3.24 а,

в, г), что позволяет, не уменьшая площади

наиболее нагруженной нижней части под-

шипника поршневого пальца, снизить об-

щую массу шатуна. У двигателей с прину-

дительным охлаждением поршней верх-

нюю часть головки выполняют в виде ци-

линдрической или сферической поверхно-

сти, к которой плотно прижимается специ-

альный стакан для подачи

масла из шатуна

в поршень.

Рисунок 3.26 – Конструкция подшипника по-

перечины МОД типа К90МС фирмы MAN

В ряде двигателей верхняя головка мо-

жет быть выполнена в виде сферической

опоры (рис. 3.24 д). Такая конструкция по-

зволяет более равномерно распределить

нагрузки по поверхности подшипника, а

так же с помощью специального механиз-

ма расположенного в опоре проворачивать

поршень во время работы (рис. 3.14 г).

Для облегчения демонтажа поршня у

некоторых двигателей

верхняя головка

выполняется съемной. К стержню головка

крепится посредством фланцевого соеди-

нения с помощью болтов (рис. 3.23 г).

Для снижения трения в верхней голов-

ке устанавливают подшипники в виде

втулки из бронзы или из стали с напыле-

нием антифрикционного слоя белого ме-

талла. Для равномерного распределения

масла, а так же подвода

масла к поршню

во втулке выполняется система канавок и

отверстий, расположение которых зависит

от особенностей конструкции верхней го-

ловки.

Нижняя головка шатуна представляет

собой проушину с расточкой под шатун-

– 56 –

ный подшипник. По условиям сборки ша-

туна с коленчатым валом нижняя головка

шатуна выполняется разъемной. Разъем

может выполняться как в плоскости пер-

пендикулярной оси шатуна, так и под уг-

лом. Наклонный разъем позволяет умень-

шить проходной размер шатуна при де-

монтированной крышке, что дает возмож-

ность заводить нижнюю головку шатуна

увеличенного

диаметра через втулку ци-

линдра относительно небольшого диамет-

ра (рис. 3.27). Иногда наклонный разъем

используется для более удобного снятия

крышки через боковые люки картера.

Точная фиксация положения крышек

относительно тела шатуна осуществляется

с помощью установочных штифтов, спе-

циальной зубчатой насечки или призонных

болтов.

Рисунок 3.27 – Установка шатуна двигателя

Ваза R 32 фирмы Wärtsilä с косым разъемом

через втулку ограниченного диаметра

В ряде конструкций среднеоборотных

двигателей применяются шатуны так на-

зываемого морского типа, у которых ниж-

няя головка выполняется съемной. Со

стержнем она соединяется через фланец

(рис. 3.24 в). Это позволяет менять под-

шипник шатунной шейки не вынимая

поршня, а также вынимать поршень не

разбирая шатунный подшипник. Между

фланцем стержня и нижней

головкой уста-

навливается прокладка, которой регули-

руют начальное положение поршня отно-

сительно втулки цилиндра. Это позволяет

при сборке двигателя компенсировать не-

которые неточности сопряжений, а также

регулировать геометрическую степень

сжатия. Так, например, на двигателе 46 се-

рии фирмы Wärtsilä установка прокладки

толщиной 11,04 мм обеспечивает степень

сжатия 14:1, характерную для первых мо-

дификаций двигателей

данной серии. В

процессе модернизации двигателя степень

сжатия была повышена до 16:1 путем ус-

тановки прокладки толщиной 17 мм.

Изготавливаются шатуны из углероди-

стой или легированной стали методом по-

ковки с последующей механической обра-

боткой.

Между собой отдельные части шатунов

соединяются с помощью болтов или шпи-

лек с гайками. Эти элементы конструкции

шатуна

являются чрезвычайно ответствен-

ными, так как их обрыв зачастую ведет к

выходу из строя таких дорогостоящих

элементов двигателя как коробка картера и

коленчатый вал. Важным моментом при

сборке шатунов является их правильная

затяжка, которая обычно производится с

помощью динамометрических ключей или

гидравлических домкратов. Недостаточная

затяжка ведет к тому, что при

работе, под

действием знакопеременных сил между

стыками периодически образуется зазор,

приводящий к возникновению ударных

нагрузок и образованию наклепа. Чрез-

мерная затяжка может привести к ослабле-

нию резьбовых соединений вследствие

пластической деформации материала бол-

та или даже к его обрыву. Кроме того, она

ведет к деформации стягиваемых деталей.

В обоих случаях нарушается

первоначаль-

ная геометрия шатуна, и ухудшаются ус-

ловия работы его подшипников.

В некоторых конструкциях шатунов,

болты выполняют функции направляющих

элементов. В этом случае на них изготав-

– 57 –

ливают установочные пояски, которые

плотно входят в калиброванные отверстия

на сопрягаемых деталях. Для обеспечения

необходимой прочности шатунные болты

и шпильки изготавливают из высококаче-

ственных легированных сталей, а перехо-

ды между их отдельными элементами де-

лают возможно большими радиусами.

Резьбовую часть болта изготавливают на-

каткой с большим радиусом закруглений у

вершин и

впадин, а остальные поверхности

тщательно шлифуют.

Для сборки шатунов чаще всего ис-

пользуют корончатые или специальные

цилиндрические гайки с радиальными

сверлениями (рис. 3.37). Обычно для раз-

грузки первых наиболее нагруженных вит-

ков опорная поверхность гаек изготавли-

вается ниже последнего витка резьбы бол-

та или шпильки. Специальные гайки, как

привило, являются самостопорящимися,

корончатые гайки стопорят шплинтами.

Подшипники скольжения нижней го-

ловки шатуна выполняются в виде двух

тонкостенных вкладышей (рис. 3.28) изго-

товленных из стали и покрытых несколь-

кими слоями антифрикционного материала

которых может быть от 3 до 5 (рис. 3.29).

Рисунок 3.28 – Конструкция шатунных

вкладышей судового среднеоборотного двига-

теля МаК 43. 1 – шатунная шейка коленчатого

вала; 2 – верхний вкладыш; 3 – замковой от-

гиб; 4 – нижний вкладыш; 5 – кольцевые, мас-

лораспределительные канавки; 6 – масляные

карманы

От проворачивания вкладыши фикси-

руются с помощью установочных штифтов

или специальных отгибов называемых

замками, которые входят во фрезерован-

ные выемки на постели подшипника. Для

более равномерного распределения масла

по поверхности трения на нижних вкла-

дышах делают кольцевые канавки, а в рай-

оне стыков выполняются специальные

утоньшения называемые карманами (рис.

3.28). Они позволяют увеличить расход

масла через подшипник, улучшив тем са-

мым условия для охлаждения вкладышей,

а также служат для выноса из зоны трения

продуктов износа.

Рисунок 3.29 – Схема расположения слоев

шатунного подшипника двигателя 46 серии

фирмы Wärtsilä. 1 – стальная основа; 2 – слой

свинцовистой бронзы; 3 – разделительный

слой никеля; 4 – рабочий слой баббита (сплав

AlSn); 5 – приработочный слой цинка

На рисунке 3.28 показана конструкция

пятислойного вкладыша подшипника со-

временного СОД.

3.2.12 – Группа коленчатого вала

К группе коленчатого вала относятся

сам коленчатый вал, система противове-

сов, шестерни или звездочки приводов га-

зораспределения и вспомогательных меха-

низмов, демпфер крутильных колебаний и

маховик.

Коленчатый вал – служит для преобра-

зования поступательного движения порш-

ней во вращательное и для передачи меха-

нической энергии ее потребителям. Это

одна из наиболее ответственных, дорогих

и сложных в изготовлении деталей. Необ-

ходимость замены или ремонта коленчато-

– 58 –

го вала сопряжена с большими трудностя-

ми, поэтому необходимость проведения

такой операции для МОД и некоторых

СОД определяет ресурс двигателя (до по-

дъема вала) который у СОД составляет

50…100 тыс. часов, а у МОД 100…200

тыс. часов. Такой ресурс вполне сопоста-

вим с полным сроком службы самого суд-

на. Для ВОД выемка вала не такая затруд-

нительная операция, поэтому она произво-

дится каждые 20…50 тыс. часов.

Конструктивно коленчатый вал состоит

из коренных (рамовых) и шатунных (мо-

тылевых) шеек, которые соединяются с

помощью щек. Название элементов колен-

чатого вала, приведенное в скобках более

характерно для МОД, которые унаследо-

вали эти названия от паровых машин.

Коренные шейки располагаются вдоль

оси вращения вала и опираются на рамо-

вые подшипники. Крайние шейки делают

удлиненными, располагая на выступаю-

щих из подшипника частях гребни для

упорных подшипников, посадочные по-

верхности для шестерен или звездочек

привода вспомогательных механизмов,

фланец для крепления маховика (рис.

3.30).

а)

Рисунок 3.30 – Коленчатые валы судовых ДВС. а – двухтактного МОД К98МС фирмы MAN; б –

четырехтактного СОД TBD 645 фирмы DEUTZ MWM; 1 – фланец привода вспомогательных меха-

низмов; 2 – рамовая (коренная) шейка; 3 – мотылевая (шатунная) шейка; 4 – звездочка (шестерня)

привода газораспределительного и вспомогательных механизмов; 5 – щека коленчатого вала; 6 –

фланец для крепления маховика; 7 – противовесы

Коленчатые валы МОД с числом ци-

линдров от четырех до восьми выполняют-

ся в виде одной секции. При большем чис-

ле цилиндров вал делают состоящим из

двух секций соединяющихся между собой

с помощью фланцев. При этом звездочки

или шестерни привода вспомогательных

– 59 –

механизмов и распределительного вала

размешают в центральной части двигателя.

Коленчатые валы современных средне-

и высокооборотных двигателей обычно

изготавливают цельными из заготовки по-

лученной методом поковки или литья.

Шатунные шейки в продольной плос-

кости смещены от оси вращения коленча-

того вала на величину равную половине

хода поршня, которая называется радиу-

сом кривошипа. В плоскости вращения

шатунные шейки смещены относительно

друг друга на угол называемый углом за-

клинки кривошипа φ

зак

Для двухтактных двигателей этот угол

обычно равен:

зак

=360/і,

для четырехтактных:

зак

=720/і,

где і – число цилиндров двигателя.

В ряде случаев, для обеспечения высо-

кой уравновешенности двигателя исполь-

зуют другие углы заклинки кривошипа, а у

некоторых V-образных двигателей следо-

вание вспышек может происходить через

не одинаковые угловые промежутки.

В МОД коренные и шатунные шейки

обычно имеют одинаковый диаметр. У

СОД и ВОД для обеспечения возможности

демонтажа шатуна через втулку цилиндра

в ряде случаев диаметр шатунной шейки

уменьшают по отношению к диаметру ко-

ренной шейки.

Во избежание перегрузки коренных

подшипников, при выборе порядка работы

цилиндров стараются избегать последова-

тельных вспышек в соседних цилиндрах.

Когда позволяют условия прочности,

для уменьшения массы шатунных шеек, их

изготавливают пустотелыми. Внутреннюю

полость, часто выполняют эксцентрично,

смещая ось сверления вверх относительно

оси самой шейки, на величину а (рис.

3.31в). Это позволяет сместить центр тя-

жести (ЦТ) шейки ближе к оси вращения,

уменьшив тем самым создаваемую ею цен-

тробежную силу. Учитывая, что сталь, и

тем более чугун гораздо лучше работают

на сжатие чем на растяжение, эксцентрич-

ное расположение полости позволяет в

момент наибольшей нагрузки на шейку,

растягивающие силы распределить по

большей площади сечения, а сжимающие

по меньшей. В результате жесткость шей-

ки возрастает.

Полость в шейке, может быть использо-

вана для дополнительной сепарации масла

поступающего на смазку шатунных под-

шипников (рис. 3.31а). Для этого в торцах

сверлений устанавливаются заглушки, а в

смазочное отверстие заделывают трубку,

называемую масляным колодцем, которая

входит во внутреннюю полость примерно

до уровня оси шейки. При вращении вала,

на механические примеси находящиеся в

масле действуют центробежные силы, ко-

торые отбрасывают их к периферии, где

они и оседают на поверхности внутренней

полости шейки, а в трубку поступает очи-

щенное масло.

в) г)

Рисунок 3.31 – Конструкция шатунных

шеек коленчатого вала: а – с полостью для се-

парирования масла; б – с подводом масла по

отдельной трубке; в – эксцентричное располо-

жение внутренней полости; г – сплошная шей-

ка с наклонными сверлениями. 1 – заглушки

полости шатунной шейки; 2 – стопора; 3 – ша-

тунная шейка; 4 – трубка масляного колодца; 5

– маслоподводящий канал; 6 – маслоподводя-

щая трубка; 7 – технологическая заглушка

масляного канала; 8 – скругления щеки