Расход масла через подшипники при данной температуре зависит не только от диаметрального зазора, давления поступающего масла, относительной длины и положения вала в подшипнике, но и от количества и места маслоподводящих отверстий. Во всех случаях масло к шатунному подшипнику подводится через вал по каналу или же из внутренней полости шатунной шейки (центробежной ловушки) непрерывным или пульсирующим способом. Подводящий канал должен быть расположен таким образом, чтобы масло поступало в полость наибольшего зазора, там, где будет наименьшее давление на шатунную шейку, то есть со стороны противоположенной наибольшему износу [35, 36].

Изменение режима работы двигателя влияет на величину и направление нагрузки а, следовательно, на место наибольшего зазора. Поэтому в некоторых случаях делают не одно, а два и даже три маслоподводящих отверстия. В отечественных карбюраторных двигателях для подачи масла в шатунный подшипник коленчатого вала выполняется в основном одно отверстие (ЗИЛ-130, ЗМЗ-53, ЗМЗ-24, ЗИЛ-375); в дизельных двигателях ЯМЗ-236, 238; КамАЗ-740 два; расположение противоположно друг другу. Исследователями НАМИ [64-69] установлено, что для каждого режима работы шатунного подшипника имеется свое оптимальное расположение отверстия подвода масла в шатунный подшипник. При таком расположении входного канала повышается расход масла через шатунный подшипник до 3,5 раз и снижается номинальная температура подшипника на 18⁰С. Это обуславливает повышение долговечности шатунных подшипников коленчатого вала на 30% [64]. Аналогичные результаты приводятся Буравцевым С.К. в работе [35].

Коленчатые валы большинства отечественных двигателей, имеют центробежные ловушки в шатунных шейках. Эти ловушки используют для центробежной очистки масла. Однако, помимо положительных сторон в снижении износа шатунных шеек и вкладышей центробежные ловушки имеют и отрицательные. В эксплуатации возможно закупоривание отверстия на входе в шатунный подшипник при недостаточной очистке грязеуловителей и, как следствие, задир шатунных подшипников. При работе на маслах низкого качества и неэффективной его очистке в двигателе, скорость загрязнения центробежных ловушек может быть очень высокой, что сказывается на расходе масла через подшипники и их надежности. В современных зарубежных двигателях ловушки в шатунных шейках встречаются редко [64-69] .

К шатунному подшипнику масло подводится от коренного подшипника через сверления в коренных шейках непрерывно или пульсационно за одну половину оборота коленчатого вала. При непрерывной подаче масла кольцевая канавка во вкладышах коренного подшипника выполняется по всей окружности (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130) или при полукольцевой канавки выполняется сквозное отверстие в коренной шейке коленчатого вала (ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, КамАЗ-740) с двумя противоположными отверстиями для входа масла. Исследованиями [65] установлено, что толщина масляной пленки в нижнем коренном вкладыше без канавки больше, чем с канавкой, поэтому на двигателе ЗМЗ-53 маслоподводящая канавка в нижнем коренном вкладыше была устранена.

Для надежной работы шатунных подшипников существенное значение имеет место размещения маслозаборного отверстия в коренной шейке. В двигателях ГАЗ-51 удалось исключить задир шеек коленчатого вала переносом маслозаборных отверстий в коренных шейках в нагруженную зону, то есть в зону больших давлений [67]. По данным Горьковского автомобильного завода, при работе двигателя ГАЗ-51 на повышенных оборотах и малых нагрузках коленчатый вал испытывает упругий прогиб по всем четырем коренным шейкам, направленный в сторону кривошипов. При этом, со стороны противовесов наблюдаются увеличенные зазоры и малые давления в кольцевой канавке, с той стороны, где расположены маслозаборные отверстия каналов для подачи масла к шатунным подшипникам. Величины этих давлений оказываются недостаточными для нагнетания необходимого количества масла в шатунные подшипники.

Расположение канала подвода масла в шатунный подшипник обуславливает в значительной степени давление масла на входе в шатунный подшипник исходя из учета действия центробежной силы в маслоканале. По данным А. Шиллинга [377], приращение давления масла от действия центробежной силы

Р_ц/б  =  ,                                     (1.10)

где  - удельный вес масла г/см³; w - угловая скорость вращения коленчатого вала, с^-1; r – расстояние от оси коленчатого вала до отверстия на входе в шатунный подшипник, см.; - ускорение силы тяжести.

Если Р_ц/б превышает давление на входе в канал подвода, то возможен разрыв потока, что снижает надежность работы шатунного подшипника. А. Шиллинг [114] исследовал пять наиболее характерных способов подвода масла в шатунный подшипник с учетом характеристик давления в маслосистеме и геометрических параметров коленчатых валов. За критерий снижения надежности принимается пересечение характеристики давления в системе смазки по оборотам и приращения давлений от действия центробежных сил на входе в шатунный подшипник по оборотам (рис. 1.14). Если точка пересечения находится в рабочем диапазоне, то может наступить разрыв потока в канале подвода.

Таким образом, надежность работы подшипников коленчатого вала двигателей в значительной степени определяется конструктивными особенностями забора масла через коренные шейки и подвода через каналы и центробежную ловушку в шатунных шейках.

Рис. 1.14. Изменение давления Р на выходе из насоса и приращение давления масла от действия центробежных сил в зависимости от частоты вращения n коленчатого вала: 1 – давление в главной магистрали; 2 – давление от центробежных сил; 3 – верхний предел по оборотам коленчатого вала; 4 – давление в центробежной ловушке.