BACKGROUND: The creation of a new internal combustion engine begins with a preliminary design, during which the architectural design of the engine is born, the main features of its basic components are determined. Bearings (in this case, sliding bearings) are the cornerstones of the design, which create the foundation and form the basis – the skeleton of the power train mechanism and, as a result, the image of the future engine. Therefore, the exact selection of these key engine components is an ongoing challenge.
AIMS: Тo develop and propose an engineering method for selecting bearing parameters based on a statistical analysis of the most successful car engine designs implemented in practice.
METHODS: The method of comparative analysis of relative loads was used in the work, which allows to evaluate the loading conditions and the bearing capacity of main and conrod bearings using relative values familiar to engine engineers, such as the ratio of the diameters of the conrod and main journals to the cylinder diameter (d/Dc, d1/Dc), the ratio of the length of the journal to their diameters (Lcp/d, Lmp/d) or to the diameter of the cylinder (Lcp/Dc, Lmp/Dc), etc.
RESULTS: Simple but physically understandable values have been obtained that characterize the operating conditions of the bearing, with the help of which, using the available catalogs of manufacturers, the designer has the opportunity to select the bearing shells closest to his, the designer’s, requirements – i.e., choose the type, size of the bearings and potential supplier.
CONCLUSIONS: The proposed method for selecting the design parameters of automobile engines bearings can significantly reduce the amount of computational work at the stage of preliminary design of the power mechanism (crankshaft-cylinder block-rod-piston group). The data presented in the work can also be useful for updating the long-outdated data presented in the educational literature of the 70s–90s.
Введение. Создание нового ДВС начинается с эскизного проекта, в ходе которого рождается архитектурный замысел двигателя, определяются основные черты его базовых компонентов. Подшипники (в данном случае скольжения) – это краеугольные камни конструкции, которые создают фундамент и формируют основу силовой схемы будущего двигателя. В связи с чем точный выбор этих ключевых компонентов двигателя – непреходящая актуальная задача.
Цель исследований – разработать и предложить инженерный метод выбора параметров подшипников на базе статистического анализа реализованных на практике наиболее удачных конструкций автомобильных двигателей.
Методология и методы. В работе использован метод сравнительного анализа относительных нагрузок, позволяющий проводить оценку условий нагруженности и несущей способности коренных и шатунных подшипников с использованием привычных для двигателистов относительных величин, таких как отношение диаметров шатунной и коренной шеек к диаметру цилиндра (d/Dc, d1/Dc), отношение длины шеек к их диаметрам (Lcp/d, Lmp/d) или к диаметру цилиндра (Lcp/Dc, Lmp/Dc) и т. д.
Результаты и научная новизна. Получены простые, но физически понятные величины, характеризующие условия работы подшипника, с помощью которых, используя имеющиеся каталоги фирм-производителей, конструктор имеет возможность подобрать наиболее близкие своим требованиям вкладыши подшипников – т. е. выбрать тип, размер вкладышей и потенциального поставщика.
Практическая значимость. Предлагаемый метод выбора конструктивных параметров подшипниковых узлов автомобильных двигателей позволяет существенно сократить объем расчетных работ на стадии эскизного проектирования силового механизма (коленчатый вал – блок цилиндров – шатунно-поршневая группа). Приведенные в работе данные могут быть также полезны для обновления давно устаревших данных, изложенных в учебной литературе 70–90-х годов.