Устройство автомобиля реферат по кшм

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный
механизм

Кривошипно-шатунный механизм
воспринимает давление газов при такте сгорание – расширение и преобразовывает
прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное
движение коленчатого вала. Кривошипно-шатунный. Механизм состоит из блока
цилиндров с картером, головки цилиндров, поршней с кольцами, поршневых пальцев,
шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера.

Рис. 2.12. Кривошипно-шатунный
механизм двигателя СМД-14БН:

– венец маховика; 2 – пальцы
ведущие; 3 – маховик; 4 – поршень; 5 – палец; 6 – кольцо стопорное; 7 – шатун;
8, 12 – соответственно верхний и нижний вкладыши шатуна; 9 – коленчатый вал; 10
– блок шестерен; 11 – крышка шатуна; 13 – винт.

кривошипный
механизм коленчатый ремонт

Кривошипно-шатунный
механизм
состоит из следующих деталей:
поршней с кольцами и пальцами, шатунов, коленчатого вала и маховика. Поршни
размещены в цилиндрах, которые установлены в блок-картере, закрытым сверху
головкой цилиндров.

Блок-картер является главной
корпусной деталью двигателя, которую выполняют в виде общей отливки из чугуна.
Верхнюю часть, где расположены все цилиндры, называют блоком цилиндров, а
нижнюю уширенную часть, где расположен коленчатый вал, называют картером. Внутри
картера имеются перегородки, которые придают ему жесткость, а также служат
опорами для коленчатого вала. Нижние части перегородок, передняя и задняя пенки
блок-картера имеют специальные приливы, которые совместно с крышками образуют
постели для вкладышей коренных Подшипников коленчатого вала. Крышки коренных
подшипников надежно закреплены в картере.

К передней обработанной стенке
блок-картера прикреплен картер распределительных шестерен с крышкой, а к задней
стенке – картер маховика. К нижней части блок-картера крепится при помощи
болтов стальной штампованный поддон, служащий емкостью для масла.

В вертикальных цилиндрических
расточках блок-картера установлены гильзы цилиндров, выполненные из
высокопрочного чугуна. Пространство между стенками блока цилиндров и наружными
стенками цилиндров заполняют охлаждающей жидкостью. Для исключения ее
проникновения в картер гильзы в нижней части уплотнены резиновыми кольцами,
которые размещены в специальных канавках.

Гильзы, омываемые охлаждающей
жидкостью, называют мокрыми. Кроме резиновых колец герметичность посадки мокрых
гильз в верхней части обеспечивается за счет плотной посадки специально
обработанного буртика и пояска гильзы. Иногда под буртик гильзы устанавливают
уплотнительное кольцо из мягкого металла.

Верхний торец гильзы несколько
выступает над плоскостью блока цилиндров, что при затяжке головки цилиндров
обеспечивает надежную фиксацию гильзы в гнезде и тщательное уплотнение стыка.

В верхней плите блока, кроме
расточек для гильз цилиндров, выполнены:

специальные каналы для прохода
охлаждающей жидкости из блока цилиндров в головку цилиндров;

канал для подвода масла к клапанному
механизму;

отверстия для штанг толкателей;

отверстия с резьбой для шпилек
крепления головки цилиндров к блоку цилиндров.

Цилиндры двигателя ЯМЗ-2Э8НБ
расположены в два ряда под углом 90°, правый ряд смещен относительно левого на
35 мм. Каждый ряд цилиндров имеет отдельную головку.

Двигатель трактора ТДТ-55А имеет
одну головку цилиндров, а двигатель трактора ТТ-4 – две. Сверху головки цилиндров
закрыты колпаками из алюминиевого сплава. Головки цилиндров и блок – картера
обоих двигателей имеют аналогичное устройство.

Стык головки цилиндров и блока
цилиндров уплотняется специальной прокладкой, которая обеспечивает надежную
герметичность соединения головки с блоком, препятствуя прорыву газов из
цилиндров и протеканию охлаждающей жидкости из рубашки для охлаждающей
жидкости. Внутренняя полость головки является рубашкой для охлаждающей
жидкости, которая через отверстия, расположенные в нижней полости головки и на
прокладке, сообщается с рубашкой для охлаждающей жидкости блока цилиндров.

В головке цилиндров имеются
отверстия для установки форсунок для подачи топлива в камеру сгорания. Каждую
форсунку дизельного двигателя трактора ТДТ-55А крепят двумя шпильками, а
двигателей тракторов ТТ-4 и К-703 – специальным болтом с гайкой и скобой.
Сверху на головке цилиндров расположены клапанный и декомпрессионный механизмы
управления клапанами.

Головку цилиндров тракторных
двигателей отливают из чугуна. В головке карбюраторных двигателей имеются
отверстия для установки свечей зажигания. В головке пускового двигателя П-10УД
имеется отверстие, перекрываемое крышкой, для продувки цилиндра при пуске или
заливки в него топлива. Крепят головки цилиндров к блоку цилиндров шпильками и
гайками, которые затягивают в определенной последовательности и с определенным
моментом.

У всех рассматриваемых дизельных
двигателей тракторов камера сгорания образуется соответствующими углублениями в
поршне и верхними плоскостями головок цилиндров. Цилиндры вместе с камерами
сгорания, поршнем и головкой цилиндров образуют объемы, в которых протекают все
рабочие процессы рабочего цикла двигателя. Внутренние стенки гильз цилиндров,
называемые зеркалом цилиндра, обеспечивают направление движения поршней.

Поршневая группа и шатун

Поршень с уплотнительными кольцами,
пальцем и деталями крепления составляет поршневую группу. Поршень с
уплотнительными кольцами обеспечивает герметичность переменного объема, в
котором протекает рабочий процесс двигателя, а также воспринимает давление
газов и передает возникающее усилие через палец и шатун коленчатому валу. При
помощи поршня также осуществляется заполнение цилиндра горючей смесью или
воздухом, сжатие ее и удаление из цилиндра отработавших газов. Кроме того, у
двухтактных двигателей поршень открывает окна впускного, выпускного и
перепускного каналов. Поршень работает в условиях больших давлений, высоких
температур и быстро меняющихся скоростей движения.

Поршень состоит из верхней уплотняющей части (головки) и нижней
направляющей части (юбки). Головка поршня имеет днище, воспринимающее давление
газов, и боковую поверхность с проточенными на ней канавками для поршневых
колец: на нижней части поршней дизельных двигателей протачивают канавки для
размещения в них маслосъемных колец; на поршнях карбюраторных двигателей
канавки для колец в нижней части не делают.

Для лучшего отвода теплоты и
увеличения прочности поршня днище с внутренней стороны имеет ребра жесткости.
Снаружи днище может быть плоским, вогнутым, выпуклым, фасонным.

В дизельных двигателях широко
применяют фасонные днища, форма которых зависит от способа смесеобразования в
дизеле, расположения клапанов и форсунок, а поверхность образует камеру
сгорания. Поршни двигателей трелевочных тракторов имеют вогнутые фасонные
камеры сгорания.

На уплотнительной части головки
поршней дизелей тракторов ТДТ-55А, ТТ-4 и К-703 выполнены четыре кольцевые
канавки: три верхние – для компрессионных колец и одна – для маслосъемного. На
юбке поршня выполнена пятая канавка под нижнее маслосъемное кольцо. В канавках
под маслосъемные кольца просверлены отверстия для отвода масла, снимаемого
кольцами со стенок цилиндра, в поддон картера.

Боковая поверхность поршня имеет
сложную конусовидно-эллиптическую форму, а диаметр его меньше диаметра
цилиндра, причем у головки поршня диаметр меньше, чем у юбки, а большая ось
эллипса перпендикулярна оси поршневого кольца. Все это позволяет при нагреве и
расширении поршня обеспечивать между стенками цилиндра и поршнем зазор, который
дает возможность поршню при нагревании свободно расширяться и перемещаться в
цилиндре.

Юбка обеспечивает направление
движения поршня в цилиндре и передает на его стенки боковые усилия. В верхней
части юбка снабжена приливами-бобыщками, в которых выполнены отверстия для
поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном. Ось пальца пересекается с
осью поршня, но иногда она смещается от оси поршня. Это позволяет уменьшить
нагрузку на поршень в момент перехода им ВМТ. Для улучшения приработки поршней
к цилиндрам, уменьшения износа и предохранения их от задиров юбку поршня
покрывают тонким слоем олова. Сам поршень отливается из специального
алюминиевого сплава.

Поршневые кольца подразделяют на
компрессионные и маслосъемные. Они предназначены для исключения прорыва газон
между стенками цилиндра и поршня, попадания масла из картера в камеру сгорания,
где, сгорая, масло образует нагар. Кольца участвуют в отводе тепла от поршня к
цилиндру. В свободном состоянии наружный диаметр кольца больше диаметра
цилиндра, поэтому после его установки кольцо плотно прилегает к стенкам
цилиндра.

Для установки в канавки поршня
кольца выполняют разрезными с зазором 0,2 – 0,5 мм. Разрезы поршневых колец
называю замками, которые по форме бывают в основном прямыми, иногда косыми или
ступенчатыми. На дизельных двигателях трелевочных тракторов применяют поршневые
кольца с прямыми замками. При установке колец замки соседних колец смещают
относительно друг друга по окружности приблизительно на угол 120°.

В процессе работы и износа у
поршневых колец снижается упругость, и как следствие, ухудшается герметичность
цилиндра. Для устранения этого в дизелях тракторов ТДТ-55А и ТТ-4 между
поршневым маслосъемным кольцом и стенкой канавки поршня устанавливают стальное
пружинящее кольцо – расширитель.

Поршневые кольца изготовляют из
легированного чугуна отливкой с после дующей механической обработкой, а так же
из стали. Высота колец меньше высоты канавки в поршне на 0,03 – 0,08 мм.

Материал для изготовления поршневых
колец должен обладать хорошей упругостью и достаточной прочностью в условиях
высоких температур, иметь высокую износоустойчивость, но не больше
износоустойчивости зеркала цилиндра. Опорную поверхность одного или двух
верхних компрессионных поршневых колец для уменьшения износа кольца и цилиндра
покрывают слоем хрома толщиной до 0,16 – 0,20 мм с пористой поверхностью,
хорошо удерживающей смазку. Для улучшения приработки рабочие поверхности нижних
колец нередко покрывают слоем олова или другого легкоистираемого материала.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном и изготовляется
пустотелым из высококачественной износоустойчивой стали. Внутренняя его
поверхность цилиндрическая или коническо-цилиндрическая.

Концы пальца размещают в отверстиях
бобышек поршня, а середина проходит через отверстие в головке шатуна. Если
пальцы свободно поворачиваются и в бобышках, и в головке шатуна, то они
называются плавающими. Такое соединение имеет наибольшее распространение,
поскольку при перемещении поршня с шатуном вся поверхность плавающего пальца
является рабочей, что уменьшает износ и возможность заедания.

В некоторых двигателях палец может
неподвижно закрепляться и головке шатуна и длина его меньше диаметра поршня.
Для ограничения осевых перемещений пальца и исключения повреждений стенок цилиндра
палец закрепляют стопорными кольцами, устанавливаемыми в канавки бобышек
торцевыми заглушками, вставляемыми в бобышки и стопорным кольцом, размещенным в
проточках пальца и верхней головки шатуна.

Смазку поршневого пальца
осуществляют через сверления в стержне или прорези в верхней головке шатуна и
масляные каналы в бобышках поршня.

Шатун состоит из верхней и нижней
головки и соединяющего их стержня:

верхняя головка неразъемная и служит
для установки поршневого пальца, шарнирно соединяющего поршень с шатуном. Для
уменьшения трения и износа в нее запрессовывают одну или две бронзовые втулки;

нижняя головка у многих двигателей
выполняется составной с прямым (90°) или косым (30 – 60°) относительно оси
стержня шатуна разъемом. Плоскость разъема может быть гладкой или иметь
шлицевой замок. Косой разъем облегчает пропуск поршня с шатуном через цилиндр,
а также соединение шатуна с кривошипом коленчатого вала.

Съемная часть нижней головки шатуна
– крышка. Она крепится к стержню двумя болтами, которые имеют гайки или
ввертываются в тело шатуна и надежно стопорятся после затяжки.

В нижней головке шатуна установлены
стальные тонкостенные вкладыши (верхний и нижний), с тонким слоем 0,1 – 0,9 мм
анфрикционного сплава. Вкладыши шатунных подшипников в дизельных двигателях
тракторов ТДТ-55А и ТТ-4 изготовляют из малоуглеродистой стали, покрытой
специальными алюминиевыми сплавами, а в двигателях трактора К-703 –
свинцовистой бронзой. Вкладыши выполняют функцию подшипника скольжения и
удерживаются в шатуне и в крышке плотной посадкой и наличием у них усиков,
входящих в соответствующие выточки в шатуне и крышке.

Стержень шатуна имеет обычно
двутавровое сечение, расширяющееся к нижней головке, обтекаемую форму и плавные
переходы к головкам. У некоторых шатунов в стержне выполняют канал для подвода
под давлением масла к поршневому пальцу.

При работе двигателя на шатун
действуют силы давления газов и силы инерции, которые сжимают, растягивают и
изгибают шатун в продольном и поперечном направлениях. Поэтому его форма,
конструкция и материал должны обеспечивать прочность, жесткость и легкость.
Шатуны изготовляют из высококачественных углеродистых и легированных сталей
штамповкой нагретых заготовок с последующей механической и термической
обработкой.

Для обеспечения хорошей
уравновешенности двигателя различие в массе отдельных шатунов и комплектов
шатунно-поршневой группы должно быть минимальным. Для правильной сборки поршня
с шатуном и установки их в двигатель на нижней головке шатуна и ее крышке
выбивают порядковый номер цилиндра, для которого предназначен шатун, а также
другие метки.

Коленчатый вал и маховик

Коленчатый вал воспринимает усилия,
передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, передавая
его приводным системам и механизмам двигателя и трансмиссии трактора. В
процессе работы коленчатый вал находится в очень сложном напряженном состоянии:
на него действуют сжимающие и растягивающие усилия, инерционные и центробежные
силы, скручивающие и изгибающие моменты. Коленчатый вал должен быть: прочным,
жестким, износоустойчивым, статически и динамически уравновешенным, обтекаемым,
не подвергаться резонансным и крутильным колебаниям, иметь небольшую массу.

Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками, фланца
для крепления маховика и носка.

Шатунные шейки вала дизелей
тракторов ТДТ-55А, ТТ-4 и К-703 имеют полости, закрытые резьбовыми пробками, в
которых осуществляется дополнительная центробежная очистка масла перед
поступлением в шатунные подшипники.

Коренные шейки служат для установки
коленчатого вала в подшипниках, размещенных в картере двигателя. При помощи
шатунных шеек вал соединяется с нижними головками шатунов. Шатунные и коренные
шейки соединяют при помощи щек. Для разгрузки коренных подшипников от
инерционных сил движущихся деталей шатунно-поршневой группы на щеках вала
установлены противовесы, в сборе с которыми вал балансируется. Противовесы
могут изготовляться заодно со щеками или в виде отдельных, надежно закрепленных
деталей. Шатунная шейка вместе с прилегающими к ней щеками образует колено вала
или кривошип.

Для избежания разрушения коленчатых
валов в местах перехода щек к коренным и шатунным шейкам выполняют закругления
– галтели. В коренных и шатунных шейках и в щеках просверлены каналы для подачи
под давлением масла к шатунным подшипникам.

На передней части коленчатого вала
крепятся: шестерня привода распределительного вала, шкив приводных ремней,
маслоотражатель, сальник и храповик для проворачивания вала рукояткой. К
хвостовику коленчатого вала болтами крепится маховик. На хвостовике вала
имеется маслосъемная резьба и маслоотражательный буртик, а в торце имеется
гнездо для установки переднего подшипника вала муфты сцепления.

Носик и хвостовик вала уплотняются
резиновыми самоподжимными манжетами. Коленчатый вал вращается в коренных
подшипниках, имеющих вкладыши из сталеалюминевой ленты.

Изготовляют коленчатые валы из
углеродистых и легированных сталей штамповкой или литьем с последующей
механической и термической обработкой. Для повышения износоустойчивости
коренных и шатунных шеек их подвергают поверхностной закалке, а затем шлифуют и
полируют.

Форма коленчатого вала зависит от
числа и расположения цилиндров, тактности и порядка работы двигателя. Она
должна обеспечивать равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах по углу
поворота коленчатого вала, принятую последовательность работы цилиндров и
уравновешенность двигателя.

Число шатунных шеек на коленчатом
валу двигателя с однорядным расположением цилиндров равно числу цилиндров. У
двигателей с V-образным расположением цилиндров число шатунных шеек равно
половине числа цилиндров: у этих двигателей на каждой шейке рядом установлены
головки двух шатунов. Число коренных шеек коленчатого вала у v-образных
двигателей обычно на одну больше, чем у шатунных. Например, восьмицилиндровый
дизельный двигатель ЯМЗ-2Э8НБ имеет пять коренных шеек, а коленчатый вал
шестицилиндрового дизеля А-01МЛ – семь коренных шеек. Чем больше опор в виде
коренных шеек имеет коленчатый вал, тем более жесткой и надежной получается
конструкция двигателя, облегчается нагрузка на опорные подшипники, но при этом
усложняется устройство вала и картера, увеличивается длина двигателя,
возрастает стоимость изготовления и ремонта.

Вкладыши коренных подшипников
устанавливают в постели блок-картера и крышки коренных подшипников, а фиксацию
осуществляют таким же способом, как и шатунных.

При рабочем ходе в одноцилиндровом
двигателе коленчатый вал с маховиком воспринимает усилие от поршня через шатун
и раскручивается, накапливая энергию, которая затем, прежде всего, используется
на выполнение остальных подготовительных тактов рабочего процесса. По мере
увеличения в двигателе числа цилиндров и частоты рабочих тактов (у двухтактных
двигателях) сокращается потребность в энергии маховика для выполнения
подготовительных тактов. Поэтому размеры маховика и его масса у таких
двигателей меньше.

При пуске двигателя маховик, получив
энергию после рабочего хода в одном из цилиндров, обеспечивает за счет инерции
вращение коленчатого вала, при этом в остальных цилиндрах создаются условия для
протекания рабочих ходов, в результате чего двигатель начинает работать.

Маховик отливают из чугуна в виде
диска. Для увеличения момента инерции маховика основную массу его металла
располагают по ободу, т.е. на максимальном расстоянии от оси вращения маховика.
На обод маховика напрессовывают стальной зубчатый венец, с которым при пуске
двигателя входит в зацепление шестерня пускового устройства, и наносят метки
для определения положения поршня в первом цилиндре и установки момента
зажигания или момента подачи топлива.

В сборе с коленчатым валом маховик
балансируется. Это выполняют для того, чтобы при их вращении не возникало
вибрации и биения от центробежных сил и не происходил усиленный износ коренных
подшипников двигателя. На заднем торце маховика монтируют сцепления.

При работе двигателя на коленчатый
вал действуют осевые усилия от работы косозубых шестерен привода
газораспределения, включения муфты сцепления и нагрева вала. Чтобы ограничить
осевые перемещения коленчатого вала, один из коренных подшипников (задний,
передний или средний) выполняют упорным. Для этого вкладыши таких подшипников
снабжаются отбортовкой, упорными кольцами или полукольцами. От осевых
перемещений коленчатый вал дизельных двигателей тракторов ТДТ-55А, ТТ-4 и К-703
фиксируется четырьмя полукольцами, которые устанавливаются в выточках среднего
(СМД-14БН) или заднего коренного подшипника.

Техническое обслуживание
кривошипно-шатунного механизма

Детали кривошипно-шатунного
механизма во время работы сильно нагреваются и воспринимают переменные нагрузки
большой величины, поэтому для обеспечения длительной работы двигателя в
исправном состоянии необходимо выполнять следующие рекомендации:

применять моторные масла только
рекомендованные в соответствии с климатическими и температурными условиями;

новый или отремонтированный
двигатель необходимо подвергать обкатке;

пуск двигателя при температуре
окружающей среды ниже -5°С следует производить при помощи предпускового
подогревателя или только после предварительного прогрева водой;

не давать двигателю полной нагрузки,
пока он не прогреется;

не перегружать двигатель длительное
время и не допускать во время работы ненормальных стуков и дымления;

поддерживать температуру охлаждающей
жидкости в пределах 82 – 85°С;

не допускать длительной работы на
холостом ходу.

Основными внешними признаками
неисправности кривошипно-шатунного механизма являются: повышенный расход масла,
дымный выхлоп отработавших газов и ненормальные стуки. Все это происходит в
результате износа деталей и увеличения зазоров в сопряжениях, что вызывает
падение давления масла в магистрали. Прежде чем проверять зазор в подшипниках,
следует убедиться в правильности показаний манометра, проверить загрязненность
фильтров и состояние других элементов системы смазки. Предварительная оценка
состояния подшипников коленчатого вала по давлению масла в масляной магистрали
производится приспособлением КИ-4940: номинальное давление прогретого двигателя
до нормального теплового состояния при номинальной частоте вращения должно быть
250 – 350 кПа (2,5 – 3,5 кгс/см2), а предельно допустимое 100 кПа (1,0
кгс/см2). Падение давления масла в магистрали ниже предельно допустимого
является одной из причин износа шеек коленчатого вала и подшипников. Допустимый
зазор в шатунных и коренных подшипниках коленчатого вала должен быть 0,3 мм.

Зазоры в подшипниках можно проверить
следующим способом. После слива масла и снятия поддона необходимо ослабить
гайки крепления крышек коренных и шатунных подшипников, и снять крышку
проверяемого подшипника вместе с нижним вкладышем. Затем положить на него вдоль
оси коленчатого вала прокладку из латуни размером 25x13x0,3 мм, т.е. толщиной,
равной максимально допустимому зазору, поставить крышку на место и затянуть
гайки. Затяжку производят при помощи динамометрического ключа. Гайки шатунных
болтов следует стопорить новыми шплинтами. Момент затяжки гаек коренных подшипников
составляет 200 – 220 Н м (20 – 22 кгс-м), а шатунных 150 – 180 Н м (15 – 18
кгс-м).

Затем проверяют возможность вращения
коленчатого вала, предварительно включив декомпрессионный механизм. Если вал
будет вращаться свободно, то зазор в подшипнике превышает допустимое значение.

Увеличение зазора между деталями
цилиндро-поршневой группы приводит к падению мощности двигателя, повышенному
угару масла и выделению газов из сапуна. Чтобы оценить состояние
цилиндропоршневой группы, можно воспользоваться различными способами, но
наиболее простыми являются такие, которые позволяют определить техническое
состояние деталей без разборки двигателя. К этим способам относятся:
определение компрессии в цилиндрах двигателя при помощи компрессиметра КИ-861
или технического состояния цилиндропоршневой группы по утечке газов в картер
двигателя при помощи индикатора расхода газов КИ-4887-1.

Окончательное решение о техническом
состоянии цилиндропоршневой группы можно принять только после частичной
разборки двигателя с замером зазоров между отдельными сопряженными деталями.
Например, предельные зазоры между основными деталями цилиндропоршневой группы,
по которым оценивают техническое состояние двигателя А-ОЗМЛ, равны:

зазор между юбкой поршня и гильзой
цилиндра в верхнем рабочем пояске – 0,60 мм;

зазор между остальными кольцами –
0,40 мм; зазор в стыке компрессионного кольца – 6,00 мм; зазор в стыке
маслосъемного кольца – 3,00 мм; зазор между бобышками поршня и пальцем – 0,10
мм; зазор между верхней головкой шатуна и пальцем – 0,30 мм; выступание гильзы
цилиндра относительно плоскости блока – 0,165 мм.

Для установки поршневых пальцев
поршни перед сборкой нагревают в масле до температуры 80 – 100°С. Поршневые
кольца подбирают по гильзе, а затем по канавкам в поршне. Для проверки зазора в
замке кольца его устанавливают в гильзу при помощи Поршня на глубину 25 мм от
верхнего торца. Подгонка зазора в замке осуществляется при помощи личного
напильника, а под гонка кольца по канавкам в поршне по высоте осуществляется
притиркой на чугунной плите.

Гильзы цилиндров меняют на новые,
если их износ в верхней зоне первого компрессионного кольца превышает 0,60 мм.
Поршни заменяют, если зазор между канавкой и новым компрессионным кольцом по
высоте превышает 0,50 мм. Затяжку гаек на шпильках при креплении головки
цилиндров двигателя производят в определенной последовательности, момент
составляет 200 – 220 Н м (20 – 22 кгс-м)

Реферат: Кривошипно-шатунный механизм

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

На тему: “Кривошипно-шатунный механизм “

Выполнил:

ПОЛТАВА

СОДЕРЖАНИЕ

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ.. 3

БЛОК ЦИЛИНДРОВ.. 3

ГОЛОВКА БЛОКА.. 6

ПОРШНЕВАЯ ГРУППА.. 8

ШАТУНЫ.. 15

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ И МАХОВИК.. 18

КАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ.. 24

КРЕПЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ НА РАМЕ. 25

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих силу давления газов, во вращательное движение коленчатого вала. Детали кривошипно-шатунного механизма можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные,

К первым относятся поршень с кольцами и поршневым пальцем, шатун, коленчатый вал и маховик, ко вторым – блок цилиндров, головка блока, прокладка головки блока и поддон (картер), В обе группы входят также и крепежные детали.

БЛОК ЦИЛИНДРОВ

Блок цилиндров или блок-картер является остовом двигателя. На нем и внутри него располагаются основные механизмы и детали систем двигателя. Блок 1 цилиндров (рис.1) может быть отлит из серого чугуна (двигатели автомобилей ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320) или из алюминиевого сплава (двигатели автомобилей ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А и др.). Горизонтальная перегородка делит блок цилиндров на верхнюю и нижнюю части, В верхній плоскости блока и в горизонтальной перегородке расточены отверстия для установки гильз цилиндров. В цилиндре, являющемся направляющей при движении поршня, совершается рабочий цикл двигателя. Гильзы могут быть мокрыми или сухими. Гильзу цилиндра называют мокрой, если она омывается жидкостью системы охлаждения, и сухой, если непосредственно не соприкасается с охлаждающей жидкостью.

Рис.1. Блок цилиндров и головка блока V-образного двигателя:

1 – блок цилиндров; 2 – прокладка головки блока; 3 – камера сгорания; 4 – головка блока; 5 – гильза цилиндра; 6 – уплотнительное кольцо; 7 – шпильки

Цилиндры могут быть отлиты из серого чугуна вместе со стенками водяной рубашки 2 (рис.2, а) в виде одного блока 1 или в виде отдельных гильз 4, 5 и 6 (рис.2, б, в и г), устанавливаемых в блок. Двигатели, имеющие цилиндры, изготовленные в виде сменных мокрых гильз, проще ремонтировать и эксплуатировать (двигатели автомобилей ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320 и др.).

Внутренняя поверхность цилиндра, внутри которой перемещается поршень, называется зеркалом цилиндра. Ее тщательно обрабатывают для уменьшения трения при движении в цилиндре поршня с кольцами я часто закаливают для повышения износостойкости и долговечности. Гильзы в блок цилиндров устанавливают так, чтобы охлаждающая жидкость не проникала в них и в поддон, а газы не прорывались из цилиндра. Необходимо предусмотреть и возможность изменения длины гильз в зависимости от температуры двигателя. В целях фиксации вертикального расположения гильз они имеют специальный бурт для упора в блок цилиндров и установочные пояса.

Рис.2. Схемы цилиндров двигателей:

а – без гильз, но с короткой вставкой (автомобилей ЗИЛ-157К, ГАЗ-52-04); б и б”с “мокрой” гильзой (дизели ЯМЗ-236 и автомобиля КамАЗ-5320); г – с “мокрой” гильзой, в которую запрессована коротка я вставка (на автомобилях ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.); 1 – блок цилиндров 2 – водяная рубашка; 3 – вставка; 4, 5 и 6 – гильзы цилиндров; 7 – уплотнительные кольца (резиновые или медные, устанавливаемые под бурт)

Мокрые гильзы в нижней части уплотняют резиновыми кольцами, размещаемыми в канавках блока цилиндров (двигатели автомобиля КамАЗ-5320), в канавках гильз (двигатели автомобилей МАЗ-5335, ЗИЛ-130 и др.), или медными кольцевыми прокладками, устанавливаемыми между блоком и опорной поверхностью нижнего пояса гильзы (двигатели автомобилей ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А и др.) – Верхний торец гильзы выступает над плоскостью блока цилиндров на 0,02-0,16 мм, что способствует лучшему обжатию прокладки головки блока и надежному уплотнению гильзы, блока и головки блока.

Во время работы двигателя в верхней части цилиндров сгорает рабочая смесь. Горение сопровождается выделением продуктов окисления, которые вызывают коррозию цилиндров. Для повышения износостойкости цилиндров в некоторых двигателях применяют вставки 3 из антикоррозионного чугуна. Их запрессовывают в блок цилиндров (двигатели автомобилей ЗИЛ-130К, ГАЗ-52-04) или в гильзы цилиндров (двигатели автомобилей ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.). Это усложняет технологию изготовления двигателя. В перспективе конструкторы предполагают использовать специальные металлы, что позволит отказаться от применения вставок в цилиндрах.

Поперечные вертикальные перегородки внутри блока цилиндров совместно с передней и задней стенками обеспечивают его необходимую прочность и жесткость. В этих перегородках, а также в передней и задней стенках блока расточены гнезда под верхние половины коренных подшипников коленчатого вала. Нижние половины коренных подшипников помещены в крышках, прикрепленных к блоку на шпильках или болтами.

В V-образных двигателях один из рядов блока цилиндров несколько смещен относительно другого, что вызвано расположением на шатунной шейке коленчатого вала двух шатунов: одного для правого, а другого – для левого блоков. Так, в V-образных двигателях автомобилей ГАЗ-53А левый блок цилиндров смещен вперед (по ходу автомобиля) на 24 мм, а автомобилей ЗИЛ-130 – на 29 мм относительно правого блока. Нумерация цилиндров указана вначале для правого блока цилиндров (по ходу автомобиля), а затем для левого; ближайший к вентилятору цилиндр имеет номер один и т.д.

ГОЛОВКА БЛОКА

Головка является крышкой, закрывающей цилиндры; V-образные двигатели имеют отдельные головки блока для каждого ряда цилиндров (двигатели автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130); V-образный дизель автомобиля КамАЗ-5320 имеет отдельную головку на каждый цилиндр. Для карбюраторных двигателей и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 головки блока отливают из алюминиевого сплава, а для дизеля ЯМЗ-236 – из легированного чугуна. Верхнюю плоскость блока цилиндров и нижнюю плоскость головки блока тщательно обрабатывают для получения плотного соединения. Между этими плоскостями устанавливают сталеасбестовую уплотняющую прокладку, предотвращающую прорыв газов наружу и исключающую проникновение охлаждающей жидкости в цилиндры. Перед установкой прокладки на двигатель обе ее стороны натирают графитом, предохраняющим ее от пригорания к блоку или головке. Гайки и болты крепления головки блока к блоку цилиндров затягивают равномерно в определенной последовательности.

Рис.3. Формы камер сгорания:

а – карбюраторных двигателей; б – дизелей; / – цилиндрическая; // – полусферическая; // / – клиновая; IV – смещенная (Г-образная); Vи VI-неразделенные; VIIи VIIІ – разделенные; 1 – клапан; 2 – свеча зажигания; 3 – насос-форсунка; 4 – камера сгорания; 5 – форсунка; 6 – предкамера; 7 – основная камера; 8 – вихревая камера

Головка блока цилиндров двигателей с нижним расположением клапанов проще по устройству, так как в ней размещены только камеры сгорания, водяные рубашки, отверстия для ввертывания свечей зажигания и крепления головки к блоку цилиндров. Каналы для подвода горючей смеси и выпуска отработавших газов находятся в блоке цилиндров.

Головки блока цилиндров двигателей с верхним расположением клапанов имеют более сложную конструкцию. В них размещены вставные седла, свечи зажигания или форсунки, направляющие втулки, клапаны, коромысла, оси и другие детали. Кроме того, в головках блока имеются водяные рубашки, отверстия для прохода штанг, масла и каналы, по которым к цилиндрам поступает горючая смесь или воздух и отводятся отработавшие газы.

Форма камеры сгорания оказывает значительное влияние на смесеобразование, сгорание рабочей смеси и на степень сжатия двигателя. Камеры сгорания с верхним расположением клапанов более компактны и обеспечивают лучшее наполнение цилиндров горючей смесью при том же диаметре впускного клапана, чем камеры сгорания с нижним расположением клапанов. Полусферические и клиновые камеры (соответственно схемы // и // /, рис.3) получили распространение у карбюраторных двигателей. При нижнем расположении клапанов чаще применяют Г-образные (смещенные) камеры сгорания (схема IV).

Для улучшения смесеобразования в дизелях применяют различные по форме и объему камеры сгорания. Дизели выпускают с неразделенными (схемы V и VI) и с разделенными (схемы VII и VIII) камерами сгорания. Первые двигатели иначе называют дизелями с непосредственным впрыском топлива. Неразделенная камера сгорания 4 представляет собой пространство, заключенное между днищем поршня, когда он находится в в. м. т., и нижней плоскостью головки блока (один объем). Разделенные камеры сгорания (два объема) состоят из основной камеры 7 и вспомогательной (предкамеры 6 или вихревой 8), соединенных между собой каналом.

ПОРШНЕВАЯ ГРУППА

Поршень. Давление газов во время рабочего хода воспринимает поршень и передает его через палец и шатун коленчатому валу. В цилиндре поршень, движется неравномерно; в крайних положениях (в в. м. т. и в н. м. т) его скорость равна нулю, а около середины хода она достигает максимального значения. В результате этого возникают большие силы инерции, на величину которых влияет масса поршня и угловая скорость коленчатого вала. Кроме механических нагрузок, поршень подвергается действию высоких температур в период сгорания топлива и расширения образовавшихся газов. Он нагревается также вследствие трения его боковой поверхности о стенки цилиндра.

На автомобильных двигателях чаще устанавливают поршни, изготовленные из алюминиевого сплава, так как они достаточно прочные, легкие, имеют высокую теплопроводность и хорошие антифрикционные свойства. Для повышения прочности, надежности и сохранения постоянства размеров и формы поршни из алюминиевого сплава подвергают термической обработке – старению.

Поршень состоит из трех основных частей (рис.4, а): днища 6, головки 7 и юбки 8. На внешней поверхности головки поршня и юбке проточены канавки для установки компрессионных колец 4 и маслосъемных колец 3. Верхнюю часть поршня называют уплотнительным поясом, так как размещенные здесь поршневые кольца предотвращают прорыв газов через зазоры между поршнем и цилиндром. Число колец, устанавливаемых на поршне, зависит от типа двигателя и частоты вращения коленчатого вала. По окружности канавок, в которых размещены маслосъемные кольца, просверлены сквозные отверстия для отвода масла в картер двигателя. Юбка 8 является направляющей поршня при движении его в цилиндре и передает боковую силу от шатуна стенкам цилиндра. На внутренней стороне юбки имеется два массивных прилива, называемых бобышками. Они соединяются ребрами с днищем, увеличивая прочность поршня. В бобышках сделаны отверстия для установки пальца 2 и проточены кольцевые канавки для стопорных колец 1. В карбюраторных двигателях применяют поршни с плоским днищем, получившие широкое распространение из-за простоты изготовления и меньшего нагрева при работе (рис.4, б и в).

Для увеличения прочности и улучшения отвода тепла днище поршня дизеля изготовляют массивным и усиливают ребрами с внутренней стороны. Обычно поршни дизелей имеют фигурные днища 6. Это улучшает процесс смесеобразования и позволяет придать камере сгорания 5 необходимую форму (рис.4, а).

При нагреве поршень расширяется больше, чем цилиндр, охлаждаемый жидкостью, поэтому возникает опасность заклинивания поршня. Чтобы избежать этого и обеспечить нормальную работу двигателя, диаметр поршня должен быть меньше диаметра цилиндра, т.е. между поршнем и цилиндром необходим диаметральный зазор. Применяют поршни, у которых диаметр юбки больше диаметра головки т.е. поршень имеет форму усеченного конуса. Юбку делают разрезной, что повышает упругость (устраняет опасность заклинивания), придают ей овальную форму (большая ось овала должна быть перпендикулярна оси поршневого пальца) и т.д.

Поршни (рис.4, б и в) имеют разрезную юбку овального сечения (двигатели автомобилей ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А и др.). Во время работы двигателя поршень нагревается и юбка несколько деформируется в направлении оси поршневого пальца. Форма юбки приближается к цилиндрической, и зазор между поршнем и цилиндром становится минимальным. Вырезы на юбке уменьшают массу поршня. Поршни двигателя автомобиля ЗИЛ-130 имеют поперечные прорези под головкой; на юбке поршня выполнен Т-образный разрез. Иногда применяют поршни с усиленной юбкой – без вертикального разреза.

Если на юбках поршней имеются разрезы, то их устанавливают в двигателе так, чтобы боковое давление при рабочем ходе испытывала та часть поршня, где нет разреза. При переходе поршня через в. м. т. он перемещается от одной стенки цилиндра к другой, что сопровождается стуками.

Рис.4. Шатунно-поршневая группа:

а – дизелей ЯМЗ; б и в – двигателей автомобилей ГАЗ-53А, где даны поршни в сборе с шатуном, устанавливаемые соответственно в первый, второй, третий и четвертый цилиндры левого блока и в пятый, шестой, седьмой к восьмой цилиндры правого блока; 1 – стопорное кольцо; 2 – поршневой палец; 3 – маслосъемные кольца; 4 – компрессионные кольца; 5 – камера сгорания в днище поршня; 6 – днище поршня; 7 – головка поршня; 8 – юбка; 9 – поршень; 10 – распылитель масла (форсунка); 11 – шатун; 12 – вкладыши; 13 – замковая шайба; 14 – длинный болт; 15 – короткий болт; 16 – крышка шатуна; 17 – втулка в головке шатуна; 18 – надпись на поршне; 19 – номер на шатуне; 20 – метка на крышке шатуна; 21 – шатунный болт.

Чтобы устранить эти стуки, ось отверстия под палец смещают в сторону (на 1,5 – 2,0 мм) максимального бокового давления. Для улучшения приработки поршней к цилиндрам и устранения возможных задиров поршни покрывают тонким слоем олова. Юбки поршней дизелей ЯМЗ и автомобилей КамАЗ-5320 не имеют разреза, но они также выполнены в виде конуса овального сечения. Диаметр поршней дизелей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 равен 130 мм, дизеля автомобиля КамАЗ-5320 равен 120 мм и двигателя автомобиля ЗИЛ-130 равен 100 мм. Для правильной установки в цилиндры и точного соединения с шатунами на поршнях и шатунах есть соответствующие метки (рис.4, бив).

Поршневые кольца. Надеваемые на поршень поршневые кольца создают плотное, подвижное соединение между поршнем и цилиндром. Кольца бывают компрессионные и маслосъемные; первые обеспечивают необходимую компрессию (сжатие) благодаря уменьшению количества газов, прорывающихся из камеры сгорания в картер, и отводят тепло от головки поршня к стенкам цилиндра; вторые – препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания.

Кольца изготовляют из специального легированного чугуна или стали. Разрез кольца, называемый замком, может быть прямой, косой или ступенчатый. Получили распространение кольца с прямым замком, как наиболее простым и дешевым в изготовлении.

Рис.5. Поршневые кольца:

а – поперечные сечения компрессионных колец и их положения в рабочем состоянии; б ~ составное маслосъемное кольцо; в – головка поршня двигателя автомобиля ЗИЛ-130 с поршневыми кольцами; г – схема насосного действия компрессионных колец; д – схема работы маслосъемных колец; / – кольцо прямоугольного сечения; // – кольцо с конической наружной поверхностью; // / – кольцо с фаской на внутренней стороне; IV – кольцо с выточкой на внутренней стороне; / – дискообразные кольца; 2 – осевой расширитель; 3 – радиальный расширитель; 4 – замок кольца; 5 – компрессионные кольца; 6 – поршень; 7 – отверстие в канавке маслосъемного кольца; 8 – цилиндр; 9 – маслосъемное кольцо; 10 – прорези в кольце; 11 – отверстие в поршне; сплошными стрелками показано направление движения поршня, а штриховыми – масла

В свободном состоянии диаметр поршневого кольца больше внутреннего диаметра цилиндра. Поэтому кольцо, поставленное в канавку поршня и введенное в сжатом состоянии в цилиндр, разжимаясь, плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндра. Зазор в замке кольца позволяет ему расширяться при нагревании.

Различные поперечные сечения компрессионных колец приведены на рис.28, а. Кольцо с конической наружной поверхностью (схема // ) соприкасается с цилиндром не всей боковой поверхностью, а лишь небольшой кромкой и оказывает на стенки цилиндра значительное давление. Такое кольцо скорее прирабатывается к цилиндру, лучше уплотняет соединение поршень – цилиндр. Особенностью колец с фаской (схема // /) или выточкой (схема IV) является то обстоятельство, что надетые на поршень и введенные в цилиндр они скручиваются к центру. Такие кольца прилегают к зеркалу цилиндра острой кромкой и работают так же, как и конические, но обеспечивают большую герметичность подвижного соединения в результате лучшего контакта с торцовыми поверхностями поршневой канавки. Поршневые кольца с фасками и выточками ставят на поршень так, чтобы фаски или выточки были направлены вверх, в сторону головки блока.

Первое компрессионное кольцо работает в условиях высокой температура, больших давлений и изнашивается быстрее других. Для повышения износостойкости первого компрессионного кольца его наружную цилиндрическую поверхность подвергают пористому хромированию. Собирающееся в порах хрома масло несколько улучшает условия работы кольца. Со временем заводы предполагают отказаться от хромирования колец и перейти к напыливанию их наружной поверхности молибденом. При хромировании верхнего кольца увеличивается долговечность остальных поршневых колец” которые покрывают слоем олова для лучшей приработки их к цилиндрам. Два верхних (двигатель автомобиля ЗИЛ-130) компрессионных кольца хромированы. Первое компрессионное кольцо дизеля автомобиля КамАЗ-5320 хромировано и установлено в чугунное кольцо, залитое в поршень из алюминиевого сплава, а второе покрыто слоем молибдена.

Проникновение масла в камеру сгорания очень нежелательно, так как приводит к интенсивному нагарообразованию и ухудшению работы двигателя. Масло в камеру сгорания может проникать в результате разности давлений в картере и цилиндре при такте впуска и вследствие насосного действия поршневых колец. При движении поршня вниз кольца прижимаются к верхним кромкам канавок и масло заполняет зазор между нижними торцами колец и канавками. Когда поршень движется вверх, кольца прижимаются к нижним кромкам канавок и масло выдавливается вверх.

Маслосъемные кольца (обычно не более двух) устанавливают на поршне ниже компрессионных колец, по конструкции они отличаются от компрессионных колец тем, что на их наружной поверхности имеются кольцевые канавки и сквозные прорези или отверстия для прохода масла. На поршнях применяют и составные маслосъемные кольца (ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.). Такое кольцо состоит из двух плоских стальных дискообразных колец / и двух расширителей: осевого 2, разжимающего кольца, и радиального 3, прижимающего дискообразные кольца к зеркалу цилиндра. Составное кольцо оказывает большое давление на стенки цилиндра и лучше очищает его от излишков масла. Устанавливая на поршень поршневые кольца, необходимо следить за тем, чтобы замки соседних колец были смещены на некоторый угол (90-180°) один относительно другого, а не расположены на одной прямой.

Поршневые пальцы. Поршень с верхней головкой шатуна соединяет поршневой палец. Он должен быть прочным, легким и износостойким, так как во время работы подвергается трению и большим механическим нагрузкам, переменным по величине и направлению. Пальцы изготовляют из высококачественной стали в виде пустотелых трубок. Для повышения надежности наружную поверхность пальца цементируют или закаливают, а затем шлифуют и полируют. В бобышках поршня палец укреплен стопорными кольцами, удерживающими его от осевого смещения. Такой палец называют плавающим, так как он при работе двигателя может повертываться в верхней головке шатуна и бобышках поршня. Плавающие поршневые пальцы 2 (см. рис.5) равномернее изнашиваются и поэтому долговечнее.

У работающего двигателя поршень из алюминиевого сплава расширяется больше, чем стальной палец, поэтому возможен его стук в бобышках поршня. Для устранения этого явления поршень перед сборкой с шатуном нагревают до 70-80° С, а затем в поршень и шатун вставляют палец. Когда поршень остынет, палец в бобышках окажется закрепленным неподвижно, а верхняя головка шатуна будет иметь угловое смещение относительно неподвижного пальца. При работе двигателя поршень нагревается и палец получает возможность повертываться вокруг своей оси. Применяют пальцы, запрессованные в верхние головки шатунов (двигатели автомобилей “Жигули”), Такие пальцы могут повертываться только в бобышках поршня.

ШАТУНЫ

Поршень с коленчатым валом соединяет шатун. Он превращает возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Основными частями шатуна (Рис.6) являются верхняя головка 7 с запрессованной в нее бронзовой втулкой 5, стержень и нижняя головка 9 с крышкой 10. Шатун испытывает большие нагрузки, меняющиеся по величине и направлению. Он подвергается сжатию, изгибу и растяжению. Чтобы выдержать такие нагрузки, шатун должен быть прочным, жестким и легким для уменьшения сил инерции. Шатун штампуют из стали и подвергают термообработке (закалке и отпуску); его стержень имеет двутавровое сечение для увеличения прочности.

Шатун совершает сложное движение: верхняя головка вместе с поршнем движется возвратно-поступательно, повертываясь на некоторый угол относительно пальца или вместе с пальцем относительно бобышек поршня; нижняя головка вращается вместе с шатунной шейкой коленчатого вала; стержень шатуна совершает колебательное движение. В большинстве случаев нижнюю головку делают разъемной в плоскости перпендикулярной оси шатуна. Иногда плоскость разъема располагают под углом к оси шатуна (дизель ЯМЗ-236, см. рис.27, а). Необходимость в разъеме нижней головки шатуна под углом возникает тогда, когда шатунные шейки коленчатого вала имеют большой диаметр.

Рис.6. Шатун и шатунные вкладыши:

а – шатун двигателя автомобиля ГАЗ-53А; б – шатунные вкладыши; 1 – гайка; 2 – болт; 3 и 14 – отверстия для масла; 4 – стержень шатуна; 5 – бронзовая втулка; 6 – отверстие для подачи масла к поршневому пальцу; 7 – верхняя головка шатуна; 8 – номер шатуна; 9 – нижняя головка шатуна; 10 – крышка нижней головки шатуна; 11 – стопорная шайба; 12 – метка; 13 – усик; 15 – верхний вкладыш; 16 – нижний вкладыш

В этом случае нижняя головка шатуна получается значительных размеров, что затрудняет или делает невозможным монтаж и демонтаж поршня вместе с шатуном через цилиндр.

Крышку 10 (Рис.6) нижней головки шатуна крепят к нему двумя болтами, изготовленными из высококачественной стали. Гайки болтов шатуна затягивают динамометрическим ключом и тщательно шплинтуют или стопорят специальными стопорными шайбами. Нижнюю головку шатуна и крышку растачивают вместе для получения отверстия правильной цилиндрической формы. Поэтому крышку нельзя перевертывать или переставлять на другие шатуны. На шатунах и крышках с одной стороны ставят необходимые для этого метки 12. В нижние головки шатунов устанавливают подшипники скольжения, состоящие из двух вкладышей – верхнего 15 и нижнего 16. Взаимозаменяемые тонкостенные вкладыши изготовлены из стальной ленты (толщиной 1,3-1,8 мм для карбюраторных двигателей и 2-3,6 мм для дизелей), залитой антифрикционным сплавом (толщина слоя соответственно 0,25-0,40 мм и 0,3-0,7 мм) на алюминиевой основе с 25-30% олова. Применение сталеалюминевых вкладышей с тонким антифрикционным слоем обеспечивает надежную работу подшипника при малом зазоре между шейкой вала и вкладышами. На дизеле автомобиля КамАЗ-5320 применяют трехслойные взаимозаменяемые шатунные вкладыши, залитые тонким слоем свинцовистой бронзы.

От осевого смещения и провертывания шатунные подшипники удерживаются в своих гнездах усиками 13, входящими в пазы, которые расположены на одной стороне шатуна. Обычно нижнюю головку шатуна делают симметричной относительно оси стержня. Нижняя головка шатуна (двигателя автомобиля ГАЗ-53А) несколько несимметрична относительно оси стержня, что сделано для обеспечения упора двух шатунов в галтели шатунной шейки

коленчатого вала. Нагрузка на опорные поверхности шатунных подшипников распределяется равномерно, так как они расположены симметрично относительно оси стержня. На нижней головке шатуна есть небольшое отверстие 3 (двигатели автомобилей ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А, ЗИЛ-130) для подачи масла на стенки цилиндра или на распределительный вал.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ И МАХОВИК

Силы от шатуне соединенных с поршнями, воспринимает коленчатый вал, который испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и истиранию. Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов и деталей двигателя.

Коленчатый вал (рис.7, а) имеет следующие части: коренные 7 и шатунные 3 шейки, щеки 8, противовесы 4, передний конец 1 и задний конец (хвостовик) с маслоотражателем 5, маслосгонной резьбой и фланцем 6 для крепления маховика. Шатунные шейки служат для соединения коленчатого вала с шатунами. Коренные шейки вала входят в подшипники, установленные в блоке цилиндров. Щеки соединяют коренные и шатунные шейки вала, образуя колена или кривошипы. Противовесы, расположенные на коленчатом валу, разгружают коренные подшипники от сил инерции и создаваемых ими моментов.

Форма коленчатого вала зависит от числа и расположения цилиндров, порядка работы и тактности двигателя. Коленчатый вал изготовляют горячей штамповкой из легированной стали (двигатели автомобилей ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320 и др.) или отливают из высокопрочного чугуна (двигатели автомобилей

Рис.7. Коленчатые валы:

а – двигателя автомобиля ЗИЛ-130; б – дизеля ЯМЗ-236; в – дизеля автомобиля КамАЗ-5320; А – величина перекрытия шеек; 1 – передний конец вала; 2 – грязеуловительная полость в шатунной шейке; 3 – шатунная шейка; 4 – противовесы; 5 и 15 – маслоотражатели; 6 – фланец для крепления маховика; 7 – коренная шейка; 8 – щека; 9 – гайка; 10 – передние съемные противовесы; 11 – распределительная шестерня; 12 – шестерня привода масляного насоса; 13 – винт; 14 – съемный противовес; 16 – установочные штифты; 17 – шпонка.

ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А, “Жигули” и др.) вместе с противовесами или без них. Шатунные шейки коленчатого вала располагают так, чтобы одноименные такты (например, такты расширения) в разных цилиндрах двигателя происходили через равные промежутки (по углу поворота), а силы инерции, возникающие в цилиндрах, взаимно уравновешивались. Если расположение колен коленчатого вала не обеспечивает взаимного уравновешивания сил инерции и создаваемых ими моментов, то на таких коленчатых валах устанавливают противовесы или оборудуют двигатели специальными уравновешивающими механизмами.

Для повышения износостойкости и долговечности шатунных и коренных шеек их закаливают токами высокой частоты (т. в. ч), после чего шлифуют и полируют. Переход от шеек к щекам, называемый галтелью, делают плавным, чтобы избежать концентрации напряжений и возможных поломок коленчатого вала. Для повышения жесткости и надежности коленчатых валов применяют перекрытие шеек, характеризуемое величиной А (рис.7, б). Размеры шеек коленчатых валов следующие: у двигателя автомобиля ГАЗ-53А диаметр шатунной шейки равен 60 мм, а коренной 70 мм; у двигателя автомобиля КамАЗ-5320 диаметр шатунной шейки равен 80 мм, а коренной 95 мм.

Коленчатый вал дизеля ЯМЗ-236 (рис.7, б) имеет три шатунные шейки 3, расположенные под углом 120°, и четыре коренные шейки 7. На коленчатом валу установлено семь противовесов, а восьмой отлит в виде прилива вместе с маховиком. Установка на коленчатом валу, кроме основных противовесов, двух выносных улучшает уравновешивание моментов сил инерции, возникающих при работе двигателя, так как чередование одноименных тактов при порядке работы 1-4-2-5-3-6 происходит неравномерно. Коленчатые валы дизелей ЯМЗ-236 и дизелей автомобилей КамАЗ не имеют фланцев для крепления маховиков. Коленчатые валы большинства двигателей имеют грязеуловительные полости 2 в шатунных шейках для дополнительной центробежной очистки масла.

В качестве коренных подшипников для коленчатого вала применяют тонкостенные вкладыши, изготовленные из сталеалюминевой ленты. У коренных вкладышей толщина стенки весьма мала (1,9-2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3-6 мм для дизелей), поэтому после их установки на место форма внутреннего отверстия подшипника зависит только от точности расточки гнезда. На карбюраторных двигателях (автомобилей ГАЗ-24 “Волга”, ГАЗ-53А и ЗИЛ-130) не применяют коренные трехслойные вкладыши (стальная лента, медно-никелевый подслой и слой антифрикционного сплава) из-за низкого предела выносливости применявшегося антифрикционного слоя. Здесь используют только двухслойные вкладыши, хорошо/ работающие в двигателях с большой угловой скоростью коленчатого вала и значительными нагрузками.

Широкое использование высокооловянистых сталеалюминевых вкладышей вызвано тем, что они обладают повышенной усталостной прочностью, хорошими противозадирными свойствами и коррозионной стойкостью, что повышает надежность двигателя. Вкладыши коренных подшипников дизеля автомобиля КамАЗ-5320 трехслойные, с рабочим слоем из свинцовистой бронзы. Вкладыши коренных подшипников дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 невзаимозаменяемые, а двигателей автомобилей ГАЗ 24 “Волга” и ЗИЛ-130 соответственно взаимозаменяемы.

Вследствие работы сцепления и косозубых шестерен механизма газоpacпределения возникают силы, стремящиеся сдвинуть коленчатый вал вдоль оси. Поэтому один из коренных подшипников коленчатого вала делают упорным, воспринимающим осевые нагрузки и удерживающим вал от смещения. В двигателях автомобилей ГАЗ и ЗИЛ упорным является первый коренной подшипник.

Коленчатый вал 6 (рис.8, а) удерживается от осевого смещения двумя стальными неподвижными шайбами 11 и 10, установленными с обеих сторон первого коренного подшипника. Переднюю шайбу 11 удерживают от вращения штифты 8 и 15, один из которых запрессован в блок 9 цилиндров, а другой в крышку 14 коренного подшипника. Задняя шайба 10 имеет прямоугольный выступ, входящий в паз крышки. Плоскостью, залитой баббитом, шайба 10 обращена к шлифованному пояску щеки коленчатого вала, а шайба – к упорной стальной шайбе 16, установленной на шпонке 12 между торцом передней коренной шейки коленчатого вала и распределительной шестерней 17.

Рис.8. Уплотнение коленчатого вала:

а – упорный подшипник и уплотнение переднего конца вала; б – уплотнение заднего конца вала; 1 – самоподжимной сальник; 2 – пылеотражатель; 3 – шкив привода водяного насоса, вентилятора и генератора; 4 – ступица; 5 – храповик; б – коленчатый вал; 7 – крышка распределительных шестерен; 8 и 15 – штифты; 9 – блок цилиндров; 10 – задняя неподвижная шайба; 11 – передняя неподвижная шайба; 12 – шпонка; 13 – вкладыш; 14 – крышка коренного подшипника; 16 – упорная вращающаяся шайба; 17 – распределительная шестерня; 18 – маслоотражатель; 19 – маслоотражательный гребень; 20 – болт крепления маховика; 21 – маслосгонная накатка; 22 – шарикоподшипник вала сцепления; 23 – фланец; 24 – сальник; 25 – держатель сальника; 26 – маховик

На переднем конце коленчатого вала кроме шестерни 17 расположены маслоотражатель 18, ступица 4 шкива 3 привода водяного насоса, вентилятора и генератора. В торец коленчатого вала ввернут храповик 5, служащий для пуска двигателя при помощи пусковой рукоятки и удерживающий от смещения детали, установленные на конце вала. Передний конец коленчатого вала уплотнен самоподжимным резиновым сальником 1, расположенным в крышке 7 распределительных шестерен, и маслоотражателем 18. Масло не может попасть на сальник, так как он защищен специальным корпусом с отогнутыми краями. На ступицу шкива напрессован пылеотражатель 2, защищающий сальник от пыли и песка.

Уплотнение заднего конца коленчатого вала 6 (рис.8, б) состоит из сальника 24 маслосгонной накатки 21 и маслоотражательного гребня 19.

Сальник 24 представляет собой асбестовый шнур, пропитанный антифрикционным составом и покрытый графитом. Сальник состоит из двух половин” помещенных в канавки блока 9 цилиндров и в держатель 25 сальника, привернутый к блоку. В задний торец коленчатого вала запрессован шарикоподшипник 22 вала сцепления. Фланец 23, отштампованный как одно целое с коленчатым валом, служит для крепления маховика 26 болтами 20 – изготовленными из высококачественной стали. Передние и задние концы коленчатых валов дизелей и двигателей автомобилей “Жигули”, “Москвич” тщательно уплотняют самоподжимными сальниками и маслоотражателями.

От осевого смещения коленчатые валы дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 удерживаются двумя парами упорных полуколец, изготовленных из бронзы (дизель ЯМЗ-236) или из сталеалюминия (дизель автомобиля КамАЗ-5320) и установленных в выточках задней коренной опоры. Верхние полукольца укреплены к торцам блока цилиндров, а нижние имеют выступы для фиксации их в крышке заднего коренного подшипника.

Маховик. Для накопления энергии в течение рабочего хода, вращения коленчатого вала во время вспомогательных тактов, уменьшения неравномерности вращения вала, сглаживания момента перехода деталей кривошипно-шатунного механизма через мертвые точки, облегчения пуска двигателя и трогания автомобиля с места служит маховик. При пуске двигателя в цилиндрах происходят вспышки рабочей смеси и маховик обеспечивает вращение коленчатого вала от конца рабочего хода в одном цилиндре до его начала в следующем цилиндре в соответствии с порядком работы двигателя.

Маховик отливают из серого чугуна; на ободе маховика для увеличения момента инерции располагают основную массу металла. На обод маховика напрессовывают или надевают зубчатый венец, необходимый для вращения коленчатого вала при пуске двигателя стартером. Венец крепят болтами. Поверхность маховика, соприкасающуюся с ведомым диском сцепления, шлифуют и полируют.

На ободе или торце маховика имеются метки, позволяющие установить поршень первого цилиндра в в. м. т. Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением подвергают динамической и статической балансировке, чтобы неуравновешенные силы инерции не вызывали вибрации двигателя и сильного износа коренных подшипников. Обычно маховик крепят к фланцу коленчатого вала болтами, которые подвергают термической обработке и шлифованию. Корончатые гайки, навернутые на эти болты, тщательно шплинтуют. Одно из крепежных отверстий на маховике и во фланце смещено по окружности на несколько градусов (2° у двигателей автомобиля ЗИЛ-130), что обеспечивает точное соединение маховика и коленчатого вала, если их почему-либо разбирали.

У дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 маховик крепят болтами, которые ввертывают непосредственно в коленчатый вал. В этом случае маховик точно фиксируют относительно шеек коленчатого вала двумя шрифтами 16 (см. рис.30).

КАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ

Картер состоит из двух частей – верхней и нижней, Верхнюю часть картера отливают как одно целое с блоком цилиндров. Здесь устанавливают коленчатый и распределительный валы, а также другие узлы и детали двигателя. Нижняя половина картера предохраняет от загрязнения детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов и, кроме того, используется как резервуар для масла. Поэтому нижнюю половину картера часто называют масляным картером, или поддоном, Он закрывает блок цилиндров снизу.

Рис.9. Масляный картер дизеля ЯМЗ-236:

1 – поддон; 2. – фланец поддона; 3 – прокладка; 4 – перегородки; 5 – медно-асбестовая прокладка; 6 – пробка сливного отверстия

Внутри поддона 1 (рис.9) устанавливают горизонтальные или вертикальные перегородки 4, которые задерживают движение масляных волн и защищают уплотнения картера от ударов масла. В поддоне есть сливное отверстие для масла, закрываемое пробкой 6.

Для плотного соединения между блоком цилиндров и фланцем 2 поддона ставят уплотнительную прокладку 3. Плоскость разъема блока цилиндров может проходить по оси коленчатого вала, но на большинстве двигателей ее смещают вниз, чтобы повысить жесткость верхней половины картера.

КРЕПЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ НА РАМЕ

Несмотря на хорошую уравновешенность современных автомобильных двигателей, во время их работы все же возникают вибрации, которые не должны передаваться на раму. Поэтому крепление (подвеска) двигателя должно быть таким, чтобы уменьшить передачу вибраций на раму автомобиля и предотвратить появление напряжений в блоке цилиндров при перекосах рамы вследствие движения автомобиля по неровной дороге. Двигатели крепят к рамам или полурамам в трех, четырех и пяти точках.

Двигатель автомобиля ГАЗ-24 “Волга” крепят в трех точках на резиновых подушках. Две опоры расположены в передней части блока цилиндров, по его сторонам, а одна опора сзади, под передней частью удлинителя коробки передач.

Двигатель автомобиля ЗИЛ-130 прикреплен к раме в трех точках: одна опора спереди и две сзади (лапы картера сцепления). Двигатель автомобиля ГАЗ-53А прикреплен к раме в четырех точках: две опоры спереди и две сзади (лапы картера маховика и сцепления). Дизель автомобиля КамАЗ-5320 крепят в пяти точках (рис.10): две опоры спереди установлены на блоке 1 цилиндров по его сторонам; две опоры сзади укреплены с обеих сторон картера 13 маховика; одна поддерживающая опора расположена на картере 22 коробки передач.

Передние опоры состоят из кронштейна 4, соединенного с блоком 1 цилиндров, а через резиновую подушку 7 и стяжку 6 – с кронштейном 5. Последний приклепан к стойке 9, а стойка – к лонжерону 10 рамы.

Задние опоры состоят из кронштейна 12 двигателя, укрепленного на картере 13 маховика, и кронштейна 11 задней опоры, приклепанного к лонжерону 10 рамы. Кронштейн 11 с крышкой 20 охватывают башмак 16, установленных между кронштейнами и соединенный болтом 15 с кронштейном 12. Башмак изготовлен из алюминиевого сплава и находится в резиновой подушке 14. Между крышкой 20 и кронштейном 11 помещены регулировочные прокладки 2L Стальная втулка 18, запрессованная в башмак, предохраняет его от смятия.

Поддерживающая опора состоит из кронштейна 23, укрепленного на картере 22 коробки передач. Полку кронштейна охватывает находящаяся в обойме 25 прямоугольная резиновая подушка 27, соединенная через накладку 26 с поперечиной 24. Последняя соединена с кронштейнами 28, приклепанными к лонжеронам рамы. Резиновые подушки, находящиеся под опорами, снижают ударные нагрузки на двигатель при движении

Рис.10. Крепление двигателя автомобиля КамАЗ-5320:

а – двигатель; б – передняя опора; в – задняя опора; г – поддерживающая опора; 1 – блок цилиндров; 2 – штифт; 3 – шпилька; 4, 8, 23 и 28 – кронштейны; 5, 15 и 16 – болты; б – стяжка; 7, 14 и 27 – резиновые, подушки; 9 – стойка; 10 – лонжерон рамы; 11 – кронштейн задней опоры; 12 – кронштейн двигателя; 13 – картер маховика; 15 – башмак; 17 – защитный колпак; 18 – втулка; 20 – крышка; 21 – регулировочная прокладка; 22 – картер коробки передач; 24 – поперечина; 25 – обойма подушки; 26 – накладка подушки автомобиля и уменьшают вибрацию рамы. Кроме того, опоры удерживают двигатель от продольного смещения при выключении сцепления, резком разгоне или торможении автомобиля. Для этих же целей двигатель автомобиля ЗИЛ-130 соединяют с передней поперечиной рамы реактивной тягой.

Похожие рефераты:

Разработка технологии восстановления гильз цилиндров ДВС

Двигатель ЗиЛ-130

Устройство и принцип работы автомобиля ЗиЛ-130

Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания

Полные ответы на билеты по автоделу (экзамен 2002)

Проектирование автомобильного дизеля

Разработка технологии и процесса ремонта двигателей автомобиля КамАЗ 5320 на АТП

Сборка двигателя

Система смазки двигателя автомобиля

Основы проектирования и конструирования

Расчет привода и поршневого двигателя автомобиля

Проектирование автопредприятия с детальной разработкой агрегатного участка

Пусковые двигатели

Приспособление для дефектации шатуна в кривошипно-шатунном механизме трактора

Смазочная система двигателя ВАЗ 21081

Система смазки двигателя

История развития ДВС

Если есть что-то, что прочно ассоциируется с любым автомобилем, это механизм двигателя. Как ни странно, принцип его действия мало изменился с тех пор, как 120 лет назад Карл Бенц запатентовал свой первый автомобиль. Система усложнялась, обрастала сложной электроникой, совершенствовалась, но кривошипно-шатунный механизм (КШМ) остался самым узнаваемым “портретом” любого мотора.

Содержание

  1. Что такое КШМ и для чего он нужен?
  2. Устройство КШМ
  3. Подвижная (рабочая) группа КШМ
  4. Неподвижная группа КШМ
  5. Принцип работы КШМ
  6. Основные неисправности
  7. Стук в двигателе
  8. Снижение мощности
  9. Повышенный расход масла
  10. Нагар
  11. Белый дым из выхлопной трубы
  12. Заключение

Что такое КШМ и для чего он нужен?

Двигатель в процессе работы должен давать какое-то постоянное движение, и удобней всего, чтобы это было равномерное вращение. Однако силовая часть (цилиндро-поршневая группа, ЦПГ) вырабатывает поступательное движение. Значит, нужно сделать так, чтобы один тип движения преобразовался в другой, причем с наименьшими потерями. Вот для этого и был создан кривошипно-шатунный механизм.
По сути, КШМ – это устройство для получения и преобразования энергии и передачи ее дальше, другим узлам, которые уже эту энергию используют.

Устройство КШМ

Строго говоря, КШМ автомобиля состоит из самого кривошипа, шатунов и поршней. Однако говорить о части, не рассказав о целостной конструкции, было бы в корне неправильно. Поэтому схема и назначение КШП и смежных элементов будет рассматриваться в комплексе.

Схема устройство КШМ

Устройство КШМ: (1 — коренной подшипник на коренной шейке; 2 — шатунный подшипник на шатунной шейке; 3 — шатун; 4 — поршневой палец; 5 — поршневые кольца; 6 — поршень; 7 — цилиндр; 8 — маховик; 9 — противовес; 10 — коленчатый вал.)
  1. Блок цилиндров – это начало всего движения в моторе. Его составляющие – поршни, цилиндры и гильзы цилиндров, в которых эти поршни движутся;
  2. Шатуны – это соединительные элементы между поршнями и коленвалом. По сути, шатун представляет собой прочную металлическую перемычку, которая одной стороной крепится к поршню с помощью шатунного пальца, а другой фиксируется на шейке коленвала. Благодаря пальцевому соединению поршень может двигаться относительно цилиндра в одной плоскости. Точно так же шатун охватывает посадочное место коленвала – шатунную шейку, и это крепление позволяет ему двигаться в той же плоскости, что и соединение с поршнем;
  3. Коленвал – коленчатый вал вращения, ось которого проходит через носок вала, коренные (опорные) шейки и фланец маховика. А вот шатунные шейки выходят за ось вала, и благодаря этому при его вращении описывают окружность;
  4. Маховик – обязательный элемент механизма, накапливающий инерцию вращения, благодаря которой двигатель работает ровней и не останавливается в “мертвой точке”.

Эти и другие элементы КШМ можно условно разделить на подвижные, те, что выполняют непосредственную работу, и неподвижные вспомогательные элементы.

Подвижная (рабочая) группа КШМ

Как понятно из названия, к подвижной группе относятся элементы, которые активно задействованы в работе двигателя.

  1. Поршень. При работе двигателя поршень перемещается в гильзе цилиндра под действием выталкивающей силы при сгорании топлива – с одной стороны, и поворотом коленвала – с другой. Для уплотнения зазора между ним и цилиндром на боковой поверхности поршня находятся поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные), которые герметизируют промежуток и препятствуют потере мощности во время сгорания топлива.
    поршень кшм
    Устройство поршневой группы: (1 — масляно-охлаждающий канал; 2 — камера сгорания в днище поршня; 3 — днище поршня; 4 — канавка первого компрессионного кольца; 5 — первое (верхнее) компрессионное кольцо; 6 — второе (нижнее) компрессионное кольцо; 7 — маслосъемное кольцо; 8 — масляная форсунка; 9 — отверстие в головке шатуна для подвода масла к поршневому пальцу; 10 — шатун; 11 — поршневой палец; 12 — стопорное кольцо поршневого пальца; 13 и 14 — перегородки поршневых колец; 15 — жаровой пояс.)
  2. Шатун. Это соединительный элемент между поршнем и коленвалом. Верхней головкой шатун крепится к поршню с помощью пальца. Нижняя головка имеет съемную часть, так что шатун можно надеть на шейку коленвала. Для уменьшения трения между шейкой коленвала и головкой шатуна ставятся шатунные вкладыши – подшипники скольжения в виде двух пластин, изогнутых полукругом.
    устройство шатуна кшм схема
    Устройство шатуна
  3. Коленвал. Это центральная часть двигателя, без которой сложно представить себе его принцип работы. Основной его частью является ось вращения, которая одновременно служит опорой для коленвала в блоке цилиндров. Выступающие за ось вращения элементы предназначены для присоединения к шатунам: когда шатун движется вниз, коленвал позволяет ему описать нижней частью окружность одновременно с движением поршня. Так же, как и в случае с шатунами, опорные шейки коленвала лежат на подшипниках скольжения – вкладышах.
    коленвал кшм схема
    Устройство коленвала
  4. Маховик. Он крепится к фланцу на торцевой части коленвала. Маховик вращается вместе с валом двигателя и частично демпфирует неизбежные в любом ДВС рывковые нагрузки. Но основная задача маховика – раскручивать коленвал (а с ним и цилиндро-поршневую группу), чтобы поршни не замерли в “мертвой точке”. Таким образом, часть мощности двигателя расходуется на поддержку вращения маховика.

устройство маховика кшм фото

Устройство маховика

Неподвижная группа КШМ

Неподвижной группой можно назвать внешнюю часть двигателя, в которой находится КШП.

  1. Блок цилиндров. По сути, это корпус, в котором располагаются непосредственно цилиндры, каналы системы охлаждения, посадочные места распредвала, коленвала и т.д. Он может выполняться из чугуна или алюминиевого сплава, и сегодня производители всё чаще используют алюминий, чтобы облегчить конструкцию. Для этой же цели вместо сплошного литья используются ребра жесткости, которые облегчают конструкцию без потери прочности. На боковых сторонах блока цилиндров располагаются посадочные места для вспомогательных механизмов двигателя.
    блок цилиндров фото
    Блок цилиндров
  2. Головка блока цилиндров (ГБЦ). Устанавливается на блок цилиндров и закрывает его сверху. В ГБЦ предусмотрены отверстия для клапанов, впускного и выпускного коллекторов, крепления распредвала (одного или больше), крепления для других элементов двигателя. К ГБЦ, снизу, крепится прокладка (1) — пластина, которая герметизирует стык между блоком цилиндров и ГБЦ. В ней предусмотрены отверстия для цилиндров и крепежных болтов. А сверху — клапанная крышка (5), — ею закрывается ГБЦ сверху, когда двигатель собран и готов к запуску. Прокладка клапанной крышки. Это тонкая пластина, которая укладывается по периметру ГБЦ и герметизирует стык.

головка блока цилиндров устройство

Устройство ГБЦ: (1 — прокладка ГБЦ; 2 — ГБЦ; 3 — сальник; 4 — прокладка крышки ГБЦ; 5 — крышка клапанная; 6- прижимная пластина; 7 — пробка маслозаливной горловины; 8 — прокладка пробки; 9 — направляющая втулка клапана; 10 — установочная втулка; 11 — болт крепления головки блока.)

Принцип работы КШМ

Работа механизма двигателя основана на энергии расширения при сгорании топливно-воздушной смеси. Именно эти “микровзрывы” являются движущей силой, которую кривошипно-шатунный механизм переводит в удобную форму. На видео, ниже, подробно описанный принцип работы КШМ в 3Д анимайии.

Принцип работы КШМ:

  1. В цилиндрах двигателя сгорает распыленное и смешанное с воздухом топливо. Такая дисперсия предполагает не медленное горение, а мгновенное, благодаря чему воздух в цилиндре резко расширяется.
  2. Поршень, который в момент начала горения топлива находится в верхней точке, резко опускается вниз. Это прямолинейное движение поршня в цилиндре.
  3. Шатун соединен с поршнем и коленвалом так, что может двигаться (отклоняться) в одной плоскости. Поршень толкает шатун, который надет на шейку коленвала. Благодаря подвижному соединению, импульс от поршня через шатун передается на коленвал по касательной, то есть вал делает поворот.
  4. Поскольку все поршни по очереди толкают коленвал по тому же принципу, их возвратно-поступательное движение переходит во вращение коленвала.
  5. Маховик добавляет импульс вращения, когда поршень находится в «мертвых» точках.

Интересно, что для старта двигателя нужно сначала раскрутить маховик. Для этой цели нужен стартер, который сцепляется с зубчатым венцом маховика и раскручивает его, пока мотор не заведется. Закон сохранения энергии в действии.

Остальные элементы двигателя: клапаны, распредвалы, толкатели, система охлаждения, система смазки, ГРМ и прочие – необходимые детали и узлы для обеспечения работы КШМ.

Основные неисправности

Учитывая нагрузки, как механические, так и химические, и температурные, кривошипно-шатунный механизм подвержен различным проблемам. Избежать неприятностей с КШП (а значит, и с двигателем) помогает грамотное обслуживание, но всё равно от поломок никто не застрахован.

Стук в двигателе

Один из самых страшных звуков, когда в моторе вдруг появляется странный стук и прочие посторонние шумы. Это всегда признак проблем: если что-то начало стучать, значит, с ним проблема. Поскольку в двигателе элементы подогнаны с микронной точностью, стук свидетельствует об износе. Придется разбирать двигатель, смотреть, что стучало, и менять изношенную деталь.

Основной причиной износа чаще всего становится некачественное ТО двигателя. Моторное масло имеет свой ресурс, и его регулярная замена архиважна. То же относится и к фильтрам. Твердые частички, даже мельчайшие, постепенно изнашивают тонко пригнанные детали, образуют задиры и выработку.

Стук может говорить и об износе подшипников (вкладышей). Они также страдают от недостатка смазки, поскольку именно на вкладыши приходится огромная нагрузка.

Снижение мощности

Потеря мощности двигателя может говорить о залегании поршневых колец. В этом случае кольца не выполняют свою функцию, в камере сгорания остается моторное масло, а продукты сгорания прорываются в двигатель. Прорыв газов говорит и о пустой растрате энергии, и это чувствует автовладелец как снижение динамических характеристик. Продолжительная работа в такой ситуации может только ухудшить состояние двигателя и довести стандартную, в общем-то, проблему до капремонта двигателя.

Проверить состояние мотора можно самостоятельно, измерив компрессию в цилиндрах. Если она ниже нормативной для данной модификации двигателя, значит, предстоит ремонт двигателя.

Повышенный расход масла

Если двигатель начал “жрать” масло, это явный признак залегания поршневых колец или других проблем с цилиндро-поршневой группой. Масло сгорает вместе с топливом, из выхлопной трубы идет черный дым, температура в камере сгорания превышает расчетную, и это не добавляет двигателю здоровья. В некоторых случаях может помочь очистка без демонтажа двигателя, но в большинстве случаев предстоит разборка и дефектовка двигателя.

Нагар

Отложения на поршнях, клапанах и свечах зажигания говорят о том, что с двигателем есть проблема. Если топливо не сгорает полностью, нужно искать причину неисправности и устранять ее. В противном случае мотору грозит перегрев из-за ухудшения теплопроводности поверхностей со слоем нагара.

Белый дым из выхлопной трубы

Появляется, когда в камеру сгорания попадает антифриз. Причиной чаще всего бывает износ прокладки ГБЦ или микротрещины в рубашке охлаждения двигателя, и для устранения проблемы необходима ее замена.

Медлить в этой ситуации нежелательно: маленькая протечка может обернуться гидроударом. Камера сгорания наполняется жидкостью, поршень движется вверх, но жидкость, в отличие от воздуха, не сжимается, и получается эффект удара о твёрдую поверхность. Последствия такой катастрофы могут быть любые, вплоть до “кулака дружбы” и продажи машины на запчасти.

Заключение

Несмотря на высокие нагрузки, критические условия работы и даже небрежность владельцев, кривошипно-шатунный механизм отличается завидной живучестью. Вывести его из строя можно неправильным обслуживанием, нештатными нагрузками, поломкой смежных элементов. Да, двигатель почти всегда можно починить, но эта услуга обойдётся в разы дороже, чем просто грамотное регулярное ТО. Недаром же есть двигатели “миллионники”, которые способны служить десятилетиями, не доставляя проблем владельцу машины.


Подборка по базе: Жай механизм 7 сынып.docx, Тестирование механизмы отладки.docx, Киселев Д.Ю. Общие сведения и конструкция гидравлической системы, 14б Ремонт механизмов управления.doc, 7-сабақ, Бұлшықет талшқтарының жиырылу механизмі..docx, 2.основы теории механизмов и машин.docx, препараты механизм.docx, Ур. 17 Алгоритмическая конструкция повторение цикл с заданным ус, Античность Средние века Новое время. Причины и механизмы смены в, 3 РАСЧЕТ КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ.docx


Содержание

Введение

1. Кривошипно-шатунный механизм

1.1 Конструкция кривошипно-шатунного механизма

1.2 Крепление двигателя

2. Газораспределительный механизм

2.1 Назначение и характеристика

2.2 Конструкция и работа газораспределительного механизма

Введение

Двигатель автомобиля состоит из целого ряда механизмов и систем. Бензиновый двигатель и дизель имеют кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, смазочную систему, систему охлаждения и систему питания, а бензиновый двигатель — еще и систему зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм осуществляет рабочий процесс двигателя.

Газораспределительный механизм производит открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Смазочная система подает масло к трущимся деталям двигателя.

Система охлаждения отводит теплоту от сильно нагретых деталей двигателя.

Система питания готовит горючую смесь для двигателя и обеспечивает выпуск из двигателя отработавших газов.

Система зажигания производит воспламенение горючей и рабочей смеси в цилиндрах двигателя.

1. Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунным называется механизм, осуществляющий рабочий процесс двигателя.

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

В двигателях автомобилей применяются различные кривошипно-шатунные механизмы (рис. 1): однорядные кривошипно-шатунные механизмы с вертикальным перемещением поршней и с перемещением поршней под углом применяются в рядных двигателях; двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с перемещением поршней под углом применяются в V-образных двигателях; одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с горизонтальным перемещением поршней находят применение в тех случаях, когда ограничены габаритные размеры двигателя по высоте.

Рис. 1. Типы кривошипно-шатунных механизмов, классифицированных по различным признакам
1.1 Конструкция кривошипно-шатунного механизма

В кривошипно-шатунный механизм входят блок цилиндров с картером и головкой цилиндров, шатунно-поршневая группа и коленчатый вал с маховиком.

Блок цилиндров 11 (рис.2) с картером 10; головка блока цилиндров являются неподвижными частями кривошипно-шатунного механизма.

К подвижным частям механизма относятся коленчатый вал 34 с маховиком 43 и детали шатунно-поршневой группы — поршни 24, поршневые кольца 18 и 19, поршневые пальцы 26 и шатуны 27.

Блок цилиндров вместе с картером является остовом двигателя. На нем и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя. В блоке 11, выполненном заодно с картером 10 специального низколегированного чугуна, изготовлены цилиндры двигателя. Внутренние поверхности цилиндров отшлифованы и называются зеркалом цилиндров. Внутри блока между стенками цилиндров и его наружными стенками имеется специальная полость 9, называемая рубашкой охлаждения. В ней циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя.

Внутри блока также имеются каналы и масляная магистраль смазочной системы, по которым подводится масло к трущимся деталям двигателя. В нижней части блока цилиндров (в картере) находятся опоры для коренных подшипников коленчатого вала, которые имеют съемные крышки 1, прикрепляемые к блоку самоконтрящимися болтами. В передней части блока расположена полость для цепного привода газораспределительного механизма. Эта полость закрывается крышкой, отлитой из алюминиевого сплава.

Рис. 2. Кривошипно-шатунный механизм двигателей легковых автомобилей ВАЗ:

1, 6 — крышки; 2 — опора; 3,9 — полости; 4, 5 — прокладки; 7 — горловина; 8, 22, 28, 30 — головки; 10 — картер; 11 — блок цилиндров; 12 — 16, 20 — приливы; 17, 33 — отверстия; 18, 19 — кольца; 21 — канавки; 23 -— днище; 24 -— поршень; 25 — юбка; 26 — палец; 27 — шатун; 29 — стержень; 31, 42 — болты; 32, 44 — вкладыши; 34 — коленчатый вал; 35, 40 — концы коленчатого вала; 36, 38 — шейки; 37 — щека; 39 — противовес; 41 — шайба; 43 — маховик; 45 — полукольцо

В левой части блока цилиндров находятся отверстия 17 для подшипников вала привода масляного насоса, в которые запрессованы свертные сталеалюминиевые втулки. С правой стороны блока в передней его части имеются фланец для установки насоса охлаждающей жидкости и кронштейн для крепления генератора. На блоке цилиндров имеются специальные приливы для: 12 — крепления кронштейнов подвески двигателя; 13 — маслоотделителя системы вентиляции картера двигателя; 14 — топливного насоса; 15 — масляного фильтра; 16— распределителя зажигания. Снизу блок цилиндров закрывается масляным поддоном, а к заднему его торцу прикрепляется картер сцепления. Для повышения жесткости нижняя плоскость блока цилиндров несколько опущена относительно оси коленчатого вала.

В отличие от блока, отлитого совместно с цилиндрами, на рис. 3 представлен блок цилиндров с картером 5, отлитые из алюминиевого сплава отдельно от цилиндров. Цилиндрами являются легкосъемные чугунные гильзы 2, устанавливаемые в гнезда яблока с уплотнительными кольцами 1 и закрытые сверху головкой блока. Блок двигателя со съемными гильзами цилиндров с уплотнительной прокладкой.

Рис.3

1 – кольцо; 2 – гильза; 3 – полость; 4 – блок; 5 – картер; – гнездо

Внутренняя поверхность гильзы обработана шлифованием. Для уменьшения изнашивания в верхней части гильз установлены вставки из специального чугуна.

Съемные гильзы цилиндров повышают долговечность двигателя, упрощают его сборку, эксплуатацию и ремонт.

Между наружной поверхностью гильз цилиндров и внутренними стенками блока находится полость 3, которая является рубашкой охлаждения двигателя. В ней циркулирует охлаждающая жидкость, омывающая гильзы цилиндров, которые называются мокрыми из-за соприкосновения с жидкостью.

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры сверху и служит для размещения в ней камер сгорания, клапанного механизма и каналов для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов. Головка блока цилиндров (см. рис. 2) выполнена общей для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава и имеет камеры сгорания клиновидной формы. В ней имеются рубашка охлаждения и резьбовые отверстия для свечей зажигания. В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из чугуна. Головка крепится к блоку цилиндров болтами. Между головкой и блоком цилиндров установлена металлоасбестовая прокладка 4, обеспечивающая герметичность их соединения. Сверху к головке блока цилиндров шпильками крепится корпус подшипников с распределительным валом, и она закрывается стальной штампованной крышкой с горловиной 7 для заливки масла в двигатель. Для устранения течи масла между крышкой и головкой блока цилиндров установлена уплотняющая прокладка 5. С правой стороны к головке блока цилиндров крепятся шпильками через металлоасбестовую прокладку впускной и выпускной трубопроводы, отлитые соответственно из алюминиевого сплава и чугуна.

Поршень служит для восприятия давления газов при рабочем ходе и осуществления вспомогательных тактов (впуска, сжатия, выпуска). Поршень 24 представляет собой полый цилиндр, отлитый из алюминиевого сплава. Он имеет днище 23, головку 22 и юбку 25. Снизу днище поршня усилено ребрами. В головке поршня выполнены канавки 21 для поршневых колец. В юбке поршня находятся приливы 20 (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца. В бобышках поршня залиты стальные термокомпенсационные пластины, уменьшающие расширение поршня от нагрева и исключающие его заклинивание в цилиндре двигателя. Юбка сделана овальной в поперечном сечении, конусной по высоте и с вырезами в нижней части. Овальность и конусность юбки так же, как и термокомпенсационные пластины, исключают заклинивание поршня, а вырезы — касание поршня с противовесами коленчатого вала. Кроме того, вырезы в юбке уменьшают массу поршня. Для лучшей приработки к цилиндру наружная поверхность юбки поршня покрыта тонким слоем олова.

Отверстие в бобышках под поршневой палец смещено относительно диаметральной плоскости поршня. Посредством этого уменьшаются перекашивание и удары поршня при переходе его через верхнюю мертвую точку (ВМТ).

Поршни двигателей легковых автомобилей могут иметь днища различной конфигурации с целью образования вместе с внутренней поверхностью головки цилиндров камер сгорания необходимой формы. Днища поршней могут быть плоскими, выпуклыми, вогнутыми и с фигурными выемками.

Поршневые кольца уплотняют полость цилиндра, исключают прорыв газов в картер двигателя (компрессионные 19) и попадание масла в камеру сгорания (маслосъемное 18). Кроме того, они отводят теплоту от головки поршня к стенкам цилиндра. Компрессионные и маслосъемное кольца — разрезные. Они изготовлены из специального чугуна. Вследствие упругости кольца плотно прилегают к стенкам цилиндра. При этом между разрезанными концами колец (в замках) сохраняется небольшой зазор (0,2… 0,35 мм). Верхнее компрессионное кольцо, работающее в наиболее тяжелых условиях, имеет бочкообразное сечение для улучшения его приработки. Наружная поверхность его хромирована для повышения износостойкости.

Нижнее компрессионное кольцо имеет сечение скребкового типа (на его наружной поверхности выполнена проточка) и фосфатировано. Кроме основной функции, оно выполняет также дополнительную — маслосбрасывающего кольца. Маслосъемное кольцо на наружной поверхности имеет проточку и щелевые прорези для отвода во внутреннюю полость поршня масла, снимаемого со стенок цилиндра. На внутренней поверхности оно имеет канавку, в которой устанавливается разжимная витая пружина, обеспечивающая дополнительное прижатие кольца к стенкам цилиндра двигателя.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна. Палец 26 — трубчатый, стальной. Для повышения твердости и износостойкости его наружная поверхность подвергается цементации и закаливается токами высокой частоты. Палец запрессовывается в верхнюю головку шатуна с натягом, что исключает его осевое перемещение в поршне, в результате которого могут быть повреждены стенки цилиндра. Поршневой палец свободно вращается в бобышках поршня.

Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом и передачи усилий между ними. Шатун 27 — стальной, кованый, состоит из неразъемной верхней головки 28, стержня 29 двутаврового сечения и разъемной нижней головки 30. Нижней головкой шатун соединяется с коленчатым валом.

Съемная половина нижней головки является крышкой шатуна и прикреплена к нему двумя болтами 31. В нижнюю головку шатуна вставляют тонкостенные биметаллические, сталеалюминиевые вкладыши 32 шатунного подшипника. В нижней головке шатуна имеется специальное отверстие 33 для смазывания стенок цилиндра.

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передает создаваемый на нем крутящий момент трансмиссии автомобиля. От него также приводятся в действие различные механизмы двигателя (газораспределительный механизм, масляный насос, распределитель зажигания, насос охлаждающей жидкости и др.). Коленчатый вал 34 — пятиопорный, отлит из специального высокопрочного чугуна. Он состоит из коренных 36 и шатунных 5 шеек, щек 37, противовесов 39, переднего 35 и заднего 40 концов. Коренными шейками коленчатый вал установлен в подшипниках (коренных опорах) картера двигателя, вкладыши 44 которых тонкостенные, биметаллические, сталеалюминиевые. К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Шатунные подшипники смазываются по каналам, соединяющим коренные шейки с шатунными. Щеки соединяют коренные и шатунные шейки коленчатого вала, а противовесы разгружают коренные подшипники от центробежных сил неуравновешенных масс. На переднем конце коленчатого вала крепятся: ведущая звездочка цепного привода газораспределительного механизма; шкив ременной передачи для привода вентилятора, насоса охлаждающей жидкости, генератора; храповик для проворачивания вала вручную пусковой рукояткой. В заднем конце коленчатого вала имеется специальное гнездо для установки подшипника первичного (ведущего) вала коробки передач. К торцу заднего конца вала с помощью специальной шайбы 41 болтами 42 крепится маховик 43. От осевых перемещений коленчатый вал фиксируется двумя опор- ными полукольцами 45, которые установлены в блоке цилиндров двигателя по обе стороны заднего коренного подшипника. Причем с передней стороны подшипника ставится сталеалюминиевое кольцо, а с задней — из спеченных материалов (металлокерамическое).

Маховик обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала, накапливает энергию при рабочем ходе для вращения вала при подготовительных тактах и выводит детали кривошипно-шатунного механизма из мертвых точек. Энергия, накопленная маховиком, облегчает пуск двигателя и обеспечивает трогание автомобиля с места. Маховик 43 представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя электрическим стартером. К маховику крепятся детали сцепления.

1.2 Крепление двигателя

Двигатель в сборе со сцеплением и коробкой передач устанавливают на автомобилях на эластичных опорах. Опоры воспринимают не только нагрузку от двигателя, но и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении. Они уменьшают колебания двигателя, устраняют передачу его вибраций на кузов и смягчают удары, передаваемые на двигатель от дорожных неровностей при движении автомобиля.

Система крепления двигателя на автомобилях включает в себя (рис. 4) переднюю 1, заднюю и левую 5 опоры. Передняя и левая опоры имеют одинаковую конструкцию.

Рис.4.

1,4,5 – опоры; 2,3,6 – кронштейны

Каждая опора состоит из наружной стальной обоймы и внутренней алюминиевой втулки, между которыми завулканизирована резина. Обе опоры запрессованы в стальные сварные кронштейны. Кронштейн передней опоры прикреплен болтами к блоку цилиндров, а кронштейн левой опоры — шпильками к картеру коробки передач.

Задняя опора, как и передняя и левая, имеет наружную обойму и внутреннюю втулку, между которыми находится резина. Стальной кованый кронштейн задней опоры крепится к коробке передач. Передней, задней и левой опорами двигатель крепится к кузову.

2. Газораспределительный механизм

2.1 Назначение и характеристика

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации.

Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рис. 5), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала.

Рис. 5. Типы газораспределительных механизмов, классифицированных по различным признакам

При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов. В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

2.2 Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу, передаточные детали и распределительные валы с приводом.

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.

На рис. 6 представлен газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов, с верхним расположением распределительного вала с цепным приводом и с двумя клапанами на цилиндр. Он состоит из распределительного вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода распределительного вала, рычагов 11 привода клапанов, опорных регулировочных болтов 18 клапанов и 22, направляющих втулок 4, пружин 7 и клапанов с деталями крепления.

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал — пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 75 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень — из специальной хромистой стали.

Каждый клапан состоит из головки и стержня 3. Головка имеет конусную поверхность (фаску), которой клапан при закрытии плотно прилегает к седлу из специального чугуна, установленному в головке блока цилиндров и имеющему также конусную поверхность.

Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке 4, запрессованной и фиксируемой стопорным кольцом 23 в головке блока цилиндров, обеспечивающей точную посадку клапана. На втулку надевается маслоотражательный колпачок 5 из маслостойкой резины. Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную 8 к внутреннюю 7. Пружины крепятся на стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки и разрезного сухаря 10. Клапан приводится в действие от кулачка распределительного вала стальным кованым рычагом 11, который опирается одним концом на регулировочный болт 18, а другим — на стержень клапана. Регулировочный болт имеет сферическую головку.

Рис. 6. Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом:

1, 22 — клапаны; 2 — головка; 3 — стержень; 4, 20 — втулки; 5 — колпачок; б — шайбы; 7, 8, 17— пружины; 9— тарелка; 10— сухарь; 11 — рычаг; 12— фланец; 13— корпус; 14— распределительный вал; 15— шейка; 16 — кулачок; 18— болт; 19 — гайка; 21 — пластина; 23 — кольцо; 24, 27, 28 — звездочки; 25 — цепь; 26 — успокоитель; 29 — палец; 30 — башмак; 31 — натяжное устройство

Он ввертывается в резьбовую втулку 20, закрепленную в головке блока цилиндров и застопоренную пластиной 21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным болтом устанавливается необходимый зазор между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана, равный 0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на горячем двигателе (прогретом до 75…85°С). Пружина 17 создает постоянный контакт между концом рычага привода и стержнем клапана.

Газораспределительный механизм работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя поочередно набегают на рычаги 11. Рычаги, поворачиваясь одним концом на сферических головках регулировочных болтов 18, другим концом воздействуют на стержни клапанов, преодолевают сопротивление пружин 7, открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с рычагов, которые возвращаются в исходное положение под действием пружин 17, а клапаны закрываются под действием пружин 7 и 8.

При работе двигателя распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Это связано с тем, что за период рабочего цикла двигателя, протекающего за два оборота коленчатого вала, впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра должны открываться по одному разу.

Нормальная работа газораспределительного механизма во многом зависит от теплового зазора между кулачками распределительного вала и рычагами привода клапанов.

Рис. 7. Ременный привод распределительного вала:

1, 4, 8 — шкивы; — болты; — ролик; 5 — ремень; 6— кронштейн; 7 — пружина

Этот зазор обеспечивает плотное закрытие клапанов при их удлинении в результате нагрева во время работы. При недостаточном тепловом зазоре или его отсутствии происходит неполное закрытие клапанов, что приводит к утечке газов, быстрому обгоранию фасок головок клапанов и снижению мощности двигателя.

Особенностью привода распределительного вала (рис. 7) является применение ременной передачи. Привод распределительного вала осуществляется через установленный на нем зубчатый шкив ремнем 5 от зубчатого шкива коленчатого вала. С помощью этого ремня также вращается зубчатый шкив вала привода масляного насоса.

Ремень — зубчатый, изготовлен из резины, армированной стекловолокном. Зубья ремня имеют трапециевидную форму. Ремень натягивается с помощью натяжного ролика 3, закрепленного на кронштейне 6. Натяжение ремня регулируют пружиной 7 на неработающем двигателе при ослабленных болтах крепления кронштейна натяжного ролика. Привод распределительного вала работает без смазки и снаружи закрыт тремя пластмассовыми крышками.

Газораспределительный механизм двигателя, представленный на рис. 8, состоит из распределительного вала с двумя корпусами подшипников, привода распределительного вала, толкателей 4, регулировочных шайб 3, направляющих втулок 6, клапанов 7, пружин 5 клапанов с деталями крепления.

Распределительный вал чугунный, литой, пятиопорный. В задней части вала находится эксцентрик для привода топливного насоса. Корпуса подшипников распределительного вала отлиты из алюминиевого сплава. В них находятся верхние половины опор под шейки распределительного вала: две в переднем корпусе и три в заднем. Толкатели клапанов — стальные, цилиндрические, передают усилия от кулачков распределительного вала на клапаны.

Рис. 8. Газораспеделительный механизм (д) с верхним расположением распределительного вала и его привод (6):

— корпус; 2 — распределительный вал; 3 — шайба; 4 — толкатель; 5 — пружина; 6 — втулка; 7 — клапан; 8, 9, 11 — шкивы; 10 — ролик; 12 — ремень; 13 — ось

В верхней части толкателей имеется гнездо для установки регулировочной шайбы. Регулировочные шайбы 3— плоские, стальные, толщиной 3,00… 4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Подбором толщины этих шайб регулируется тепловой зазор между шайбой и кулачком распределительного вала. Клапаны 7 (впускной, выпускной) отличаются по конструкции и изготовлены из разных сталей. Впускной клапан имеет головку большего диаметра, чем выпускной. Он выполнен из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан — составной, сварен из двух частей. Головка клапана изготавливается из жаропрочной хромоникель-марганцовистой стали, а стержень — из хромоникельмолибденовой стали.

Направляющие втулки клапанов — чугунные, запрессовываются и фиксируются стопорными кольцами в головке блока цилиндров.

Пружины 5 (наружная, внутренняя) прижимают клапан к седлу и не дают ему отрываться от толкателя. Они также исключают возникновение резонансных колебаний деталей.

Привод распределительного вала производится через установленный на нем зубчатый шкив 11 ремнем 12 от зубчатого шкива коленчатого вала. Этим же ремнем вращается зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости. Ремень — зубчатый, резиновый, армирован стекловолокном. Зубья ремня имеют полукруглую форму.

Рис. 9. Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала:

1 — распределительный вал; — клапан; 3, 20 — втулки; 4 — пружина; J— коромысло; 6 — ось; 7— винт; 8— штанга; 9 — толкатель; 10, 11, 12 — шестерни; 13 — шейка; И — эксцентрик; 15 — кулачок; 16 — сухарь; 17, 19 — шайбы; 18 — колпачок

Механизм включает в себя распределительный вал 1, привод распределительного вала, толкатели 9, штанги толкателей, регулировочные винты 7, ось коромысел, коромысла 5, клапаны 2, направляющие втулки клапанов и пружины с деталями крепления.

Распределительный вал — стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топливного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессованных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Привод распределительного вала осуществляется через прикрепленную к его переднему концу ведомую шестерню 10, изготовленную из текстолита. Она находится в зацеплении с ведущей стальной шестерней 11, установленной на коленчатом валу. Обе шестерни выполнены косозубыми для уменьшения шума и обеспечения плавной работы.

Передаточное отношение шестеренного привода — отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой шестерни — равно 1:2, т. е. ведомая шестерня 10 имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня 11. Это необходимо для того, чтобы за два оборота коленчатого вала распределительный вал совершал один оборот, обеспечивая за полный цикл двигателя открытие впускного и выпускного клапанов каждого цилиндра по одному разу.

Толкатели служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасающиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания. Внутри толкатели имеют сферические углубления для установки штанг. Толкатели перемешаются в направляющих отверстиях блока цилиндров.

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изготовлены из алюминиевого сплава, и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7для регулирования теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр головки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 17 и 19, сухари 16 и втулки 20.

Резиновые маслоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, исключают проникновение масла через зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных клапанов.

Газораспределительный механизм работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки поочередно набегают на толкатели в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Усилие от толкателей через штанги передается к коромыслам 5, которые, поворачиваясь на оси 6, воздействуют на стержни клапанов 2, преодолевают сопротивление пружин и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с толкателей, которые вместе со штангами и коромыслами возвращаются в исходное положение под действием пружин, закрывающих также клапаны.

В настоящее время в газораспределительных механизмах двигателей легковых автомобилей для привода впускных и выпускных клапанов находят широкое применение гидравлические толкатели.

Гидравлические толкатели автоматически обеспечивают постоянный (беззазорный) контакт кулачков распределительного вала с клапанами, компенсируют износ сопрягаемых деталей (распределительного вала и клапанной группы) и исключают необходимость регулирования теплового зазора клапанов в эксплуатации.

Гидравлический толкатель (рис. 10) состоит из корпуса, компенсатора и шарикового клапана. В корпусе толкателя приварена направляющая втулка 1, в которой стопорным кольцом закреплен компенсатор. Компенсатор состоит из корпуса и поршня 5, между которыми установлена разжимная пружина 7, а в поршне размещен шариковый клапан 6. Внутренняя полость компенсатора заполнена маслом, которое поступает в компенсатор при открытом клапане из корпуса гидротолкателя. В корпус гидротолкателя масло подается из масляной магистрали головки цилиндров через наружную канавку и отверстие, выполненные в корпусе.

Гидротолкатель каждого клапана установлен между торцом стержня клапана и кулачком распределительного вала в отверстии, расточенном в головке цилиндров.

Рис. 10. Гидравлический толкатель:

1 — втулка; 2, 4— корпуса; 3 — кольцо; 5 — поршень; — клапан; 7 — пружина

Работает гидравлический толкатель следующим образом.

При набегании кулачка распределительного вала на толкатель усилие от кулачка передается на торец его корпуса 2, который перемещает поршень 5 компенсатора, преодолевая сопротивление пружины 7. При этом шариковый клапан закрывается и запирает находящееся внутри компенсатора масло, через которое и передается усилие от распределительного вала к впускному или выпускному клапану, и клапан открывается. При перемещении поршня 5 часть масла из компенсатора через зазор между поршнем и корпусом вытекает в корпус толкателя, и поршень немного вдвигается в корпус компенсатора.

При сбегании кулачка распределительного вала с толкателя пружина 7 прижимает поршень 5 к корпусу толкателя, обеспечивая его беззазорный контакт с кулачком распределительного вала. При этом шариковый клапан открывается, впускает масло в компенсатор, а впускной или выпускной клапан закрывается.

2.3 Фазы газораспределения

Продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов, выраженная в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называется фазами газораспределения.

Рис. 11. Фазы газораспределения (а, б) двигателей

Наивысшие мощностные показатели работы двигателя могут быть достигнуты при наилучшем наполнении цилиндров горючей смесью и наиболее полной их очистке от отработавших газов. Поэтому продолжительность фаз впуска и выпуска установлена больше 180° за счет того, что моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положениями поршня в верхней и нижней мертвых точках. Так, впускной клапан открывается в конце такта выпуска до прихода поршня в ВМТ с опережением на 12° (рис. 11, а) у двигателей заднеприводных автомобилей ВАЗ и 33° (рис. 2.17, б) у двигателей переднеприводных автомобилей ВАЗ, а закрывается в начале такта сжатия после прихода поршня в НМТ с

запаздыванием соответственно на 40 и 79°. Продолжительность впуска горючей смеси в цилиндры двигателей составляет соответственно 232 и 292°, что обеспечивает наилучшее их наполнение.

Выпускной клапан открывается в конце такта рабочего хода до прихода поршня в НМТ с опережением на 42 и 47°, а закрывается в начале такта впуска после прихода поршня в ВМТ с запаздыванием соответственно на 10 и 17°. Продолжительность выпуска отработавших газов из цилиндров двигателей составляет соответственно 232 и 244°, что обеспечивает наиболее полную их очистку от газов.

В конце такта выпуска и в начале такта впуска происходит перекрытие клапанов, когда оба клапана (впускной и выпускной) открыты одновременно. Продолжительность перекрытия клапанов составляет для двигателей 22 и 50°. Перекрытие клапанов длится небольшой промежуток времени и не оказывает влияния на работу двигателя.

В процессе эксплуатации необходимо следить за правильной установкой фаз газораспределения. Она обеспечивается совмещением специальных меток на шкивах распределительного и коленчатого валов и соответствующих меток на двигателе или совмещением меток на шестернях привода.

Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регулируемых тепловых зазоров в газораспределительном механизме. При увеличении зазоров продолжительность открытия клапанов уменьшается, а при уменьшении — увеличивается.
Список использованной литературы

1. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. − Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

2. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. − М.: «Академия», 2004.

3. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. – М.: Транспорт, 1988г.

Обновлено: 04.05.2023

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.

2) Типы и виды КШМ

а) Несмещенный (центральный) кшм, у которого ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала.

б) Смещенный кшм, у которого ось цилиндра смещена относительно оси коленчатого вала на величину а;

в) V-образный кшм (в том числе с прицепным шатуном), у которого два шатуна, работающие на левый и правый цилиндры, размещены на одном кривошипе коленчатого вала.

а)

Детали кривошипно-шатунного механизма можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные. К первым относится поршень с кольцами и поршневым пальцем, шатун, коленчатый вал и маховик, ко вторым — блок цилиндров, головка блока, крышка блока распределительных зубчатых колес и поддон (картер). В обе группы входят также и крепежные детали.

Конструктивное исполнение деталей

Головка блока цилиндров предназначена для закрытия цилиндра, в ней размещаются впускные и выпускные каналы и клапана, а также форсунка или свеча. По типам головки блока цилиндров подразделяются на индивидуальные (а), групповые (б) и общие (в).



Головка блока цилиндров, как правило, изготавливается из алюминиевых сплавов методами точного литья с последующей механической обработкой и имеет очень сложную форму.

Головку крепят к блоку цилиндров болтами или шпильками, затяжка которых производится в определённой последовательности и с определённым моментом затяжки, рекомендованным заводом – изготовителем.

Цилиндр – одна из основных деталей машин и механизмов: полая деталь с цилиндрической внутренней поверхностью, в которой движется поршень.

Цилиндры также как и головка блока цилиндров бывают: индивидуальные, групповые и общие.



Существует два типа гильз.

“Сухие” это гильзы, не имеющие непосредственного контакта с охлаждающей жидкостью.

“Мокрые” это гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью.

Мокрые гильзы обеспечивают хороший теплоотвод, и могут быть легко заменены при ремонте. Они чаще всего используются в дизельных двигателях с диаметром цилиндра более 120 мм, но иногда применяется в двигателях с меньшим диаметром цилиндра.

Сухие гильзы проще в изготовлении. Двигатели, снабженные сухими гильзами, обладают хорошей ремонтопригодностью. В случае износа гильзу можно легко заменить без расточки цилиндров. Сухие гильзы также можно использовать при ремонте двигателя, в котором раньше гильзы не применялись.

В большинстве современных двигателей легковых автомобилей цилиндры выполняются непосредственно путем расточки в блоке цилиндров. В случае, когда блок алюминиевый, на стенки цилиндров наносят специальные покрытия, а к сопрягаемым деталям (поршням и кольцам) предъявляются особые требования.

Внутренняя поверхность гильзы подвергается специальной обработке — хонингование, хромирование, азотирование. Гильзы отливают из чугуна высокой прочности или специальных сталей. Рубашки и корпус блока цилиндров изготавливают обычно из того же материала, что и станина двигателя.

Поршень — деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. Служит также для выполнения вспомогательных тактов по очистке и наполнению цилиндра. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр – поршень. Поршни бывают составными и несоставными.

Поршень подразделяется на две части: головку и направляющая часть (юбка). В головку входят днище, камера сгорания и канавки для колец. В юбке есть две бабышки для отверстия под палец.

Рис. 2. Шатунко-поршневая группа:

а — поршень; б — поршневые кольца; в — шатун; 1 — юбка поршня; 2 — бобышки; 3 — стопорные кольца; 4 — головка поршня; 5 — днище; 6 —канавки для установки поршневых колец; 7 — поршневой палец; 8 — компрессионные кольца; 9 — маслосъемное кольцо; 10 — нижняя крышка шатуна; 11 — вкладыши; 12 — бронзовая втулка; 13 — отверстие для смазкн поршневого пальца; 14 верхняя головка шатуна; 15 — стержень

Кольца бывают двух видов: компрессионные, служащие для исключения утечки газа из надпоршневого пространства и маслосъемные, предназначенные для удаления масла со стенок цилиндров.

Поршневой палец, служащий для шарнирного соединения поршня с шатуном, изготовляется пустотелым из стали с поверхностной закалкой токами высокой частоты. От продольного перемещения, что могло бы вызвать задиры на стенках цилиндров, палец удерживается в бобышках поршня при помощи двух стопорных колец, вставляемых в кольцевые выточки. Пальцы бывают закрепленными и незакрепленными.

Шатун предназначен для соединения поршня с коленчатым валом через палец. Совершает сложное качательное движение. Состоит из трех частей: верхняя головка шатуна, стержень, нижняя головка с крышкой для крепления на коленчатый вал.

Коленчатый вал предназначен для передачи крутящего момента потребителю и одновременного обеспечения возвратно-поступательного движения поршня за счет поворота кривошипа. У коленчатого вала есть носок и хвостовик, на котором установлен маховик.

Рис. 3 Коленчатый вал двигателя с маховиком:

1 – коленчатый вал двигателя; 2 – маховик с зубчатым венцом; 3 – шатунная шейка; 4 – коренная (опорная) шейка; 5 – противовес

Маховик – это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику. Маховик же передает крутящий момент через сцепление на коробку передач.

Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя ВАЗ 21081

N=54,3 л.с. при n=5600 об/мин

Max частота вращения клеенчатого вала = 7,94 кгс·м

Диаметр поршня: D=76 мм

Ход поршня: S=60,6 мм

Радиус кривошипа: R=30,3 мм

Степень сжатия: е=9,0

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала. Механизм состоит из поршня с поршневыми кольцами и пальцем, шатуна, коленчатого вала и маховика. Поршень 4 отливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Поскольку алюминий имеет высокий температурный коэффициент линейного расширения, то для исключения опасности заклинивания поршня в цилиндре в головке поршня над отверстием для поршневого пальца залита терморегулирующая стальная пластина 5. Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов: Измерять диаметр поршня для определения его класса можно только в одном месте: в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу на расстоянии 51, 5 мм от днища поршня. В остальных местах диаметр поршня отличается от номинального, т.к. наружная поверхность поршня имеет сложную форму. В поперечном сечении она овальная, а по высоте коническая. Такая форма позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня из-за неравномерного распределения массы металла внутри поршня. На наружной поверхности поршня нанесены кольцевые микроканавки глубиной до 14 микрон. Такая поверхность способствует лучшей приработке поршня, так как в микроканавках задерживается масло. В нижней части бобышек под поршневой палец имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Для улучшения условий смазки в верхней части отверстий под палец сделаны два продольных паза шириной 3 мм и глубиной 0, 7 мм, в которых накапливается масло. Ось отверстия под поршневой палец смещена на 1, 2 мм от диаметральной плоскости поршня в сторону расположения клапанов двигателя. Благодаря этому поршень всегда прижат к одной стенке цилиндра, и устраняются стуки поршня о стенки цилиндра при переходе его через ВМТ. Однако, это требует установки поршня в цилиндр в строго определенном положении. При сборке двигателя поршни устанавливаются так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону передней части двигателя. По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: “Г”, “+” и “-“. Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов:

В запасные части поставляются поршни номинального размера только трех классов: А, С и Е. Этого достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием. Например, к цилиндрам классов В и D может подойти поршень класса С. На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе, чтобы уменьшить вибрации из-за неодинаковых масс возвратно-поступательно движущихся деталей. Главное при подборе поршня обеспечить необходимый монтажный зазор между поршнем и цилиндром 0,025-0,045 мм. Кроме поршней номинального размера в запасные части поставляются и ремонтные поршни с увеличенным на 0, 4 и 0, 8 мм наружным диаметром. На днищах ремонтных поршней ставится маркировка в виде квадрата или треугольника. Треугольник соответствует увеличению наружного диаметра на 0, 4 мм. а квадрат на 0, 8 мм. Поршневой палец 10 стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. По наружному диаметру пальцы сортируются на три категории через 0,004 мм соответственно категориям поршней. Торцы пальцев окрашиваются в соответствующий цвет: синий первая категория, зеленый вторая и красный третья. Поршневые кольца обеспечивают необходимое уплотнение цилиндра и отводят тепло от поршня к его стенкам. Кольца прижимаются к стенкам цилиндра под действием собственной упругости и давления газов. На поршне устанавливаются три чугунных кольца два компрессионных 7, 8 (уплотняюших) и одно (нижнее) маслосъемное 6, которое препятствует попаданию масла в камеру сгораний. Верхнее компрессионное кольцо 8 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгораний и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 7 имеет снизу проточку для собирания масла при ходе поршня вниз, выполняя при этом дополнительную функцию маслосбрасывающего кольца. Поверхность кольца для повышения износоустойчивости и уменьшения трения о стенки цилиндра фосфатируется. Маслосъемное кольцо имеет хромированные рабочие кромки и проточку на наружной поверхности, в которую собирается масло, снимаемое со стенок цилиндра. Внутри кольца устанавливается стальная витая пружина, которая разжимает кольцо изнутри и прижимает его к стенкам цилиндра. Кольца ремонтных размеров изготавливаются (так же, как и поршни) с увеличенным на 0, 4 и 0, 8 мм наружным диаметром. Шатун является стальным, обрабатывается вместе с крышкой, и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Коленчатый вал 25 отливается из высокопрочного специального чугуна и состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек. Для уменьшения деформаций при работе двигателя вал сделан пятиопорным и с большим перекрытием коренных и шатунных шеек. В теле вала просверлены каналы 14 для подачи масла от коренных шеек к шатунным. На заднем конце коленвала установлен маховик 24, отлитый из чугуна. На маховик напрессован стальной зубчатый обод. Технологические выводы каналов закрыты колпачковыми заглушками 26. Для уменьшения вибраций двигателя вал снабжен противовесами, отлитыми заодно целое с валом. Они уравновешивают центробежные силы шатунной шейки, шатуна и поршня, которые возникают при работе двигателя. Кроме того, для уменьшения вибраций коленчатый вал еще динамически балансируют, высверливая металл в противовесах.

1. Крышка шатуна; 2. Болт крепления крышки шатуна, 3. Шатун: 4. Поршень; 5. Терморегулирующая пластина поршня; 6. Маслосъемное кольцо; 7. Нижнее компрессионное кольцо; 8. Верхнее компрессионное кольцо; 9. Разжимная пружина: 10. Поршневой палец; 11. Вкладыш шатунного подшипника; 12. Упорные полукольца среднего коренного подшипника; 13. Вкладыши коренного подшипника; 14. Каналы для подачи масла от коренного подшипника к шатунному: 15. Держатель заднего сальника коленчатого вала: 16. Задний сальник коленчатого вала: 17. Штифт для датчика ВМТ: 18. Метка (лунка) ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндра; 19. Шкала в люке картера сцепления: 20. Метка ВМТ поршней l-гo и 4-го цилиндров на ободе маховика; 21. Шайба болтов крепления маховика: 22. Установочный штифт сцепления: 23. Зубчатый обод маховика: 24. Маховик; 25. Коленчатый вал; 26. Заглушка масляных каналов коленчатого вала; 27. Передний сальник коленчатого вала (запрессован в крышку масляною насоса); 28. Зубчатый шкив привода распределительного вала; 29. Шкив привода генератора: 30. А.Маркировка категории поршня по отверстию для поршневою пальца: 31. В.Маркировка класса поршня по наружному диаметру; 32. С. Маркировка ремонтною размера поршня, 33. D.Установочная метка; 34. I.Метки для установки момента зажигания; 35. II.Маркировка крышек коренных подшипников коленчатого вала (счет опор ведется от передней части двигателя).

Двигатель ВАЗ 21081

1. Коленчатый вал; 2. Крышка первою коренного подшипника; 3. Шкив привода распределительного вала; 4. Шкив привода генератора; 5. Передний сальник коленчатого вала; 6. Масляный насос; 7. Шатун; 8. Передняя защитная крышка зубчатого ремня; 9. Поршень; 10. Впускной клапан; 11. Выпускной клапан; 12. Ремень привода распределительного вала; 13. Шкив распределительного вала; 14. Задняя защитная крышка зубчатого ремня; 15. Сальник распределительного вала; 16. Передний корпус подшипников распределительного вала: 17. Распределительный вал; 18. Сетка маслоотделителя системы вентиляции картера; 19. Крышка головки цилиндров; 20. Крышка маслоотделителя; 21. Задний корпус подшипников распределительного вала; 22. Эксцентрик привода топливного насоса; 23. Датчик-распределитель зажигания; 24. Корпус вспомогательных агрегатов; 25. Отводящий патрубок рубашки охлаждения; 26. Свеча зажигания; 27. Головка цилиндров; 28. Блок цилиндров; 29. Держатель с задним сальником коленчатого вала: 30. Маховик: 31. Кронштейн с опорой передней подвески двигателя; 32. Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач и сцеплением); 33. Кронштейн с опорой левой подвески двигателя; 34. Кронштейн с опорой задней подвески двигателя; 35. Опора передней подвески двигателя; 36. Кронштейн передней подвески двигателя; 37. Масляный картер; 38. Указатель уровня масла; 39. Пробка отверстия для слива масла из картера; 40. Кронштейн левой подвески двигателя; 41. Опора левой подвески двигателя; 42. Кронштейн задней подвески двигателя; 43. Опора задней подвески двигателя.

Блок цилиндров . Все цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера в один общий узел блок цилиндров, отлитый из специального высокопрочного чугуна. При такой компоновке обеспечивается прочность конструкции, жесткость, компактность и уменьшается масса двигателя. Протоки для охлаждающей жидкости сделаны по всей высоте блока цилиндров, что улучшает охлаждение поршней и поршневых колец и уменьшает деформации блока цилиндров от неравномерного нагрева. Цилиндры блока по диаметру подразделяются на пять классов через 0,01 мм, обозначаемых буквами А, В, С, D. Е. Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса. При ремонте цилиндры могут быть расточены и отхонингованы под увеличенный диаметр поршней на 0, 4 и 0, 8 мм. Снизу блок цилиндров закрывается стальным штампованным картером 37. Картер имеет перегородку для успокоения масла. Между масляными картером и блоком цилиндров установлена прокладка из пробкорезиновой смеси. К заднему торцу блока цилиндров крепится картер сцепления. Точное расположение картера относительно блока цилиндров и соосность коленчатого вала и первичного вала коробки передач обеспечивается двумя центрирующими втулками, запрессованными в блок цилиндров. Головка цилиндров 27 общая для четырех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава, имеет камеры сгорания клиновидной формы. В головку запрессованы направляющие втулки клапанов и седла, изготовленные из чугуна. Седла, предварительно охлажденные в жидком азоте, вставлены в гнезда нагретой головки цилиндров. Благодаря этому обеспечивается надежная и прочная посадка седел в головке. Между головкой и блоком цилиндров установлена специальная безусадочная прокладка на металлическом каркасе. Головка центрируется на блоке цилиндров двумя втулками и крепится к нему десятью болтами. В верхней части головки цилиндров расположены пять опор под шейки распределительного вала 17. Опоры выполнены разъемными. Верхняя половина находится в корпусах подшипников 16 и 21 (переднем и заднем), а нижняя в головке цилиндров. Установочные втулки корпусов подшипников распределительного вала размещены у шпилек крепления корпусов. Отверстия в опорах обрабатываются в сборе с корпусами подшипников, поэтому они невзаимозаменяемы, и головку цилиндров можно заменять только в сборе с корпусами подшипников.

Поршни отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава и термически обработаны. Головка поршня — цилиндрическая с плоским днищем. На цилиндрической поверхности головки проточены три канавки: в двух верхних установлены компрессионные кольца, а в нижней — маслосъемное. В канавке под маслосъемное кольцо с обеих сторон выполнены прорези для того, чтобы не перегревались трущиеся поверхности юбки поршня от тепла, идущего от днища поршня. По этим же прорезям отводится в картер двигателя масло, снимаемое маслосъемным кольцом. Под канавкой для маслосъемного кольца выполнена фаска и на ней — по два отверстия с обеих сторон, которые тоже служат для отвода масла, скапливающегося под маслосъемным кольцом.

Юбка поршня овальная в поперечном сечении и бочкообразная в продольном. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Величина овальности поршня составляет 0,39— 0,43 мм. Наибольший диаметр юбки поршня располагается на 8 мм ниже оси поршневого пальца. Диаметр юбки плавно уменьшается и в направлении к днищу и в противоположном направлении: максимальное уменьшение диаметра на кромке фаски под нижней канавкой составляет 0,034—0,064 мм, на нижней кромке опорной части юбки — 0,050—0,080 мм. Ось отверстия под поршневой палец смещена от средней плоскости на 1,5 мм в правую (по ходу автомобиля) сторону для уменьшения шума от перекладывания поршня от одной стенки гильзы к другой при изменении направления движения поршня (вверх — вниз).

В тело поршня между нижней канавкой и отверстием под поршневой палец залита стальная терморегулирующая вставка, служащая для уменьшения деформаций поршня при нагревании до рабочей температуры и уменьшения первоначальных монтажных зазоров при сборке. Поршни устанавливаются в гильзы той же размерной группы с зазором 0,024—0,048 мм.

Для обеспечения требуемого зазора поршни и гильзы разделены (по диаметру) на пять групп, обозначенных соответствующей буквой, которая выбивается на днище поршня и наносится на наружной поверхности нижней части гильзы (табл. 4.1).

Для улучшения приработки поверхность поршня покрыта (электролитическим способом) слоем олова толщиной 0,001— 0,002 мм.

Поршневые кольца. Компрессионные кольца отлиты из чугуна: верхнее — из высокопрочного чугуна, обладающего высокой упругостью; нижнее — из серого чугуна. Верхнее компрессионное кольцо работает в наиболее тяжелых условиях (при высоких температуре и давлении, а также при недостатке смазки). Для увеличения износостойкости его наружная поверхность, прилегающая к цилиндру, покрыта слоем хрома. Слой хрома значительно увеличивает срок службы верхнего кольца. Это способствует также увеличению срока службы нижнего кольца цилиндра.

5.1.3 Кривошипно-шатунный механизм ВАЗ 2170

Рис. 4.4. Установка поршневых колец на поршень: 1 — верхнее компрессионное кольцо; 2 — нижнее компрессионное кольцо; 3 — кольцевой диск; 4 — осевой расширитель; 5 — радиальный расширитель

Наружная цилиндрическая поверхность нижнего компрессионного кольца покрыта слоем олова толщиной 0,006—0,012 мм (или вся поверхность кольца имеет фосфатное покрытие), что улучшает его приработку. На внутренней цилиндрической поверхности нижнего компрессионного кольца имеется выточка (рис. 4.4), благодаря которой новые кольца, установленные в цилиндр, несколько выворачиваются и соприкасаются с цилиндром только кромкой. Это ускоряет и улучшает приработку колец к зеркалу цилиндра. На поршень кольцо должно быть установлено выточкой кверху. Нарушение этого условия вызывает резкое возрастание расхода масла и дымления двигателя. Верхнее кольцо выточки не имеет.

Маслосъемное кольцо — сборное, четырех- или трехэлементное. Четырехэлементное кольцо состоит из двух стальных кольцевых дисков 3 и двух стальных расширителей: осевого 4 и радиального 5. Трехэлементное маслосъемное кольцо состоит из двух стальных кольцевых дисков и одного стального двухфункционального расширителя. Рабочая цилиндрическая поверхность (прилегающая к цилиндру) кольцевых дисков покрыта слоем хрома толщиной 0,080—0,130 мм.

Поршневые пальцы плавающего типа (они не закреплены ни в поршне, ни в шатуне) изготовлены из низколегированной стали методом холодной высадки. Наружная поверхность пальца подвергнута углеродонасыщению на глубину 1—1,5 мм и закалена нагревом ТВЧ до твердости HRC 59—66. Наружный диаметр пальца — 25 мм.

Чтобы предупредить стук пальцев, их подбирают к поршням с минимальным зазором, допустимым по условиям смазки. Так как линейное расширение материала поршня примерно в 2 раза больше, чем у пальца, то при комнатной температуре палец входит в отверстия бобышек поршня с натягом.

К шатуну палец подбирается с зазором от 0,0045 до 0,0095 мм. Для удобства подбора пальцы, шатуны и поршни разделены на размерные группы (табл. 4.2).

В поршне палец удерживается двумя стопорными кольцами, изготовленными из круглой пружинной проволоки диаметром 2 мм. Кольца имеют отогнутый в сторону усик. Стопорные кольца устанавливают при помощи плоскогубцев таким образом, чтобы усик был обращен наружу.

Шатуны — стальные кованые со стержнем двутаврового сечения. В поршневую головку шатуна запрессована тонкостенная втулка из оловянистой бронзы. Кривошипная головка шатуна — разъемная. Крышка кривошипной головки крепится к шатуну двумя болтами со шлифованной посадочной частью.

Болты крепления крышек и гайки шатунных болтов изготовлены из легированной стали и термически обработаны.

Крышки шатунов обрабатываются в сборе с шатуном, и поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой. Для предотвращения возможной ошибки на шатуне и на крышке (на бобышке под болт) выбиты порядковые номера цилиндров. Они должны быть расположены с одной стороны. Кроме того, углубления в крышке и шатуне для фиксирующих выступов вкладышей также должны находиться с одной стороны.

Для обеспечения динамической уравновешенности двигателя суммарная масса поршня, поршневого пальца, колец и шатуна, устанавливаемых в двигатель, может иметь разницу по цилиндрам не более 12 г, что обеспечивается подбором деталей соответствующей массы. По деталям разница в массе может быть: поршней — 4 г, шатунов — 18 г, поршневых пальцев — 2 г. Для обеспечения вышеуказанной разницы в массе деталей в одном двигателе (12 г) шатуны по массе разбиваются на четыре группы и должны подбираться для одного двигателя с разницей не более 5 г.

Коленчатый вал – отлит из высокопрочного чугуна, имеет пять опор, в сборе с маховиком и сцеплением динамически сбалансирован (допустимый дисбаланс — не более 35 г·см). Диаметр коренных шеек — 64 мм, шатунных — 58 мм. Шатунные шейки полые. Полости в шатунных шейках закрыты резьбовыми пробками и предназначены для дополнительной очистки масла, поступающего на шатунные шейки. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении коленчатого вала, в полостях шатунных шеек отлагаются металлические частицы продуктов износа, содержащиеся в масле.

Масло к полостям шатунных шеек подводится по отверстиям в щеках вала из кольцевой канавки на вкладышах коренных шеек коленчатого вала. К коренным шейкам масло поступает из масляной магистрали по каналам в перегородках блока.

5.1.3 Кривошипно-шатунный механизм ВАЗ 2170

Рис. 4.5. Передний конец коленчатого вала: 1 и 2 — упорные шайбы; 3 — вкладыш подшипника; 4 — крышка подшипника; 5 — штифт; 6 — шайба упорная

Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается двумя упорными сталеалюминиевыми шайбами 1 и 2 (рис. 4.5), расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника. Передняя шайба 1 антифрикционным слоем обращена к стальной упорной шайбе 6 на коленчатом валу, задняя шайба 2 — к щеке коленчатого вала. Передняя шайба удерживается от вращения двумя штифтами 5, запрессованными в блок и крышку коренного подшипника. Выступающие концы штифтов входят в пазы шайбы. Задняя шайба удерживается от вращения своим выступом, входящим в паз на заднем торце крышки коренного подшипника. Величина осевого зазора составляет 0,125—0,325 мм.

На переднем конце коленчатого вала на шпонках установлены стальная упорная шайба, шестерня привода распределительного вала, маслоотражатель и ступица шкива коленчатого вала. Все эти детали стянуты болтом, ввертываемым в передний торец коленчатого вала. Шпоночный паз в ступице шкива уплотняется резиновой пробкой. К ступице шестью болтами крепится шкив коленчатого вала, от которого двумя ремнями приводятся во вращение вентилятор, крыльчатка водяного насоса и шкив генератора. На шкиве смонтировано специальное устройство — демпфер, служащий для гашения крутильных колебаний коленчатого вала, благодаря чему уменьшается шум и облегчаются условия работы шестерен привода распределительного вала. Демпфер состоит из чугунного диска, напрессованного через эластичную (резиновую) прокладку на цилиндрический выступ шкива коленчатого вала.

5.1.3 Кривошипно-шатунный механизм ВАЗ 2170

На шкиве коленчатого вала нанесена одна метка, а на диске демпфера — три метки (рис. 4.6), служащие для определения верхней мертвой точки (ВМТ) и установки зажигания.

Метка на шкиве и третья метка на диске демпфера должны находиться друг против друга. Взаимное смешение меток указывает на выход из строя демпфера. При совмещении с ребром-указателем на крышке распределительных шестерен третьей метки (по направлению вращения) на диске демпфера поршни первого и четвертого цилиндров находятся в ВМТ. Вторая метка соответствует положению 5° до ВМТ и служит вместе с третьей меткой для установки зажигания на неработающем двигателе.

Первая метка соответствует положению 12° до ВМТ и служит вместе со второй и третьей метками для контроля правильности установки зажигания на работающем двигателе.

Передний конец коленчатого вала уплотнен резиновой манжетой с маслоотражателем, запрессованным в крышку распределительных шестерен. На маслоотражателе имеется отбортовка, отводящая масло, стекающее по стенке крышки. Для облегчения работы манжеты перед ней на коленчатом валу установлен еще один маслоотражатель.

Задний конец коленчатого вала уплотнен набивкой из асбестового шнура, пропитанного антифрикционным составом и покрытого графитом.

Набивка заложена в канавки блока цилиндров и специального держателя, который крепится двумя шпильками к блоку. На шейке коленчатого вала под набивкой имеется микрошнек, а перед набивкой — гребень, служащий для отбрасывания масла из зоны уплотнения. Стыки держателя уплотнены резиновыми прокладками Г-образной формы. В заднем торце коленчатого вала расточено гнездо для установки шарикоподшипника первичного вала коробки передач.

Маховик отлит из серого чугуна. Он крепится к фланцу на заднем конце коленчатого вала четырьмя шлифованными болтами.

Момент затяжки гаек болтов — 76— 83 Н·м (7,6—8,3 кгс·м). Гайки законтрены отгибной пластиной. На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Перед сборкой с коленчатым валом маховик статически балансируют (табл. 4.3).

Двигатель — это агрегат, преобразующий какой-либо вид энергии в механическую работу. На отечественных легковых автомобилях устанавливаются поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива внутри цилиндров двигателя, преобразуется в механическую работу, используемую для передвижения автомобиля. Для обеспечения нормальной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы:
– кривошипно-шатунный механизм;

Содержание

1.Введение
2.Устройство КШМ
3. Неисправности КШМ и способы их устранения
4. Инструменты применяемые при выполнении технического обслуживания и ремонта КШМ.
5 .Техническое обслуживание и ремонт КШМ.
6. Техника Безопасности при ремонте

Вложенные файлы: 1 файл

Курсовая.docx

Реферат

Выполнил обучающийся гр. 326

Макаров Е.С.

Проверил преподаватель

Попов С.С.

Содержание

1.Введение

2.Устройство КШМ

3. Неисправности КШМ и способы их устранения

4. Инструменты применяемые при выполнении технического обслуживания и ремонта КШМ.

5 .Техническое обслуживание и ремонт КШМ.

6. Техника Безопасности при ремонте

1. Введение

Двигатель — это агрегат, преобразующий какой-либо вид энергии в механическую работу. На отечественных легковых автомобилях устанавливаются поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива внутри цилиндров двигателя, преобразуется в механическую работу, используемую для передвижения автомобиля. Для обеспечения нормальной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы:

– кривошипно-шатунный механизм;

– газораспределительный механизм;

– систему охлаждения;

– систему смазки;

– систему питания;

– систему зажигания.

На легковых автомобилях отечественного производства применяются четырехтактные двигатели, а на мотоциклах и моторных лодках — двухтактные

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих силу давления газов, во вращательное движение коленчатого вала.

Условно элементы КШМ (кривошипно-шатунного механизма) можно разделить на две группы: неподвижные и подвижные.

К неподвижным элементам относятся блок цилиндров, головка блока цилиндров, картер с подшипниками коленчатого вала и поддоном, соединяющие их детали. Все это образует остов двигателя.

Подвижными элементами механизма являются поршень, поршневые кольца, поршневой палец, шатун с подшипниками, коленчатый вал с маховиком, соединяющие их детали.

Поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы в сборе образуют поршневую группу.

2. Устройство КШМ.

Схема КШМ:

1.Вкладыш (подшипник скольжения).
2.Втулка верхней головки шатуна.
3.Поршневые кольца.
4.Поршень.
5.Поршневой палец.
6.Стопорное кольцо.
7.Шатун.
8.Коленчатый вал.
9.Крышка шатунного подшипника (крышка вкладыша)

Поршень.

Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или на оборот,- нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.

Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки,где размещаются поршневе кольца (компресионные и маслосъемные ). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удале нию излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.

Шатун.

Коленчатый вал.

Изготовлен из стали или чугуна высокой прочности. Коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками и вращающихся в подшипниках скольжения. Щеки создают противовес шатунным шейкам. Основная функция коленчатого вала состоит в восприятии усилия от шатуна для преобразования его в крутящий момент. Внутри щек и шеек вала предусмотрены отверстия для подачи под давлением масла системой смазки двигателя.

Маховик устанавливается на конце коленчатого вала. На сегодняшний день находят широкое применение двухмассовые маховики, имеющие вид, упруго соединенных между собой дисков. Зубчатый венец маховика принимает непосредственное участие в запуске двигателя через стартер.

Блок и головка блока цилиндров.

Блок цилиндров и головка блока цилиндра отливается из чугуна ( реже – сплавов алюминия). В блоке цилиндров предусмотрены рубашки охлаждения, постели для подшипников коленчатого и распределительного валов, а также точки крепления приборов и узлов. Сам цилиндр выполняет функцию направляющей для поршней. Головка блока цилиндра располагает в себе камеру сгорания, впускные – выпускные каналы, специальные резьбовые отверстия для свечей системы зажигания, втулки и запрессованные седла. Герметичность соединения блока цилиндров с головкой обеспечены прокладкой. Кроме того, головка цилиндра закрыта штампованное крышкой, а между ними, как правило, устанавливается прокладка из маслостойкой резины.

3. Неисправности КШМ и способы их устранения.

Неисправность ступицы шкива коленчатого вала
Ослаблено крепление гидротрансформатора
Ослаблены или пережаты приводные
ремни
Неисправна система выпуска отработавших газов
Трещина в маховике
Увеличен зазор в коренном подшипнике
Увеличен зазор в шатунном подшипнике

Заменить шкив коленчатого вала
Затянуть болты крепления гидротрансформатора
Заменить или натянуть приводные ремни согласно нормам
Проверить и при необходимости отремонтировать систему выпуска
отработавших газов
Осмотреть и при необходимости заменить маховик
Заменить коренной подшипник
Заменить шатунный ПОДШИПНИК

Легкий стук прогретого
двигателя

Детонация двигателя
Ослаблено крепление гидротрансформатора
Утечка выхлопных газов в системе выпуска отработавших газов
Увеличенный зазор в подшипника шатуна

Проверить качество топлива
Проверить и установить необходимый угол опережения зажигания
Затянуть болты крепления гидротрансформатора
Проверить и затянуть болты крепления, при необходимости заменить прокладку
Заменить подшипник шатуна

Стук при запуске, который
длится несколько секунд

Моторное масло низкого качества или не соответствует климатическим условиям эксплуатации неисправен регулировочный механизм зазора в приводе клапана (гидротолкатель)
Увеличенное осевое перемещение коленчатого вала

Увеличенный зазор в переднем коренном подшипнике

Проверить масло, при необходимости заменить новым, соответствующим климатическим условиям
Прочистить, проверить и в случае необходимости заменить гидротолкатель
Заменить упорный подшипник коленчатого вала

Заменить передний коренной подшипник

Стук прогретого двигателя в
режиме холостого хода

Ослаблены или изношены приводные ремни
Неисправен генератор или компрессор системы кондиционирования воздуха
Моторное масло не соответствует климатическим условиям эксплуатации
Увеличенный зазор в соединении поршень -поршневой палец
Увеличен зазор между цилиндром и поршнем

Натянуть, при необходимости заменить приводные ремни
Осмотреть, при необходимости заменить (отремонтировать) генератор или компрессор
Проверить масло, при необходимости заменить новым, соответствующим климатическим условиям
эксплуатации
Заменить поршень и (или) поршневой палец
Заменить поршень, при необходимости расточить цилиндр и хонинговать

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для возвратно преобразования-поступательного движения поршня во вращательное коленчатого движение вала.

Кривошипно-шатунный механизм блока из: состоит цилиндров с картером и головкой, поршней с поршневыми и кольцами пальцами, шатунов, коленчатого вала, поддона и маховика картера.

Кривошипно-шатунный механизм подвижных из состоит и неподвижных деталей.

К подвижным деталям поршни: относятся в сборе с кольцами и поршневыми пальцами, коленчатый, шатун вал, маховик.

К неподвижным деталям блок: относятся цилиндров, цилиндры, головка блока цилиндров или, поддон картера.

состоит Поршень из трех основных частей (рис 3) – уплотняющей, 5 – днища и 6 – направляющей части (юбки). Он изготавливается из или алюминиевого кремнисто-алюминиевого сплава, что значительно позволяет уменьшать массу двигателя в целом.

разных Днище двигателей имеет разнообразную форму: наиболее (плоскую распространены на карбюраторных двигателях, например на ЗМЗ двигателях), выпуклую (для большинства автомобилей ИЖ), например (фасонную, на дизелях). Оно в совокупности с головкой внутренней (ее цилиндра частью) составляет камеру сгорания, воспринимает которая давление расширяющихся газов.

В уплотняющей проточены части канавки для поршневых колец и Днище. юбки и уплотняющая часть — головка поршня, на расположены ней кольца (маслосъемные и компрессионные), количество соответствует которых определенной частоте вращения коленчатого типу и вала двигателя.

Диаметр головки поршня диаметра меньше направляющей части, а зазор между стенками и головкой цилиндра равен 0,4-0,6 мм. Это объясняется высоких возникновением температур при работе двигателя.

юбкой Между и зеркалом цилиндра также имеется при (от 10,04 до 0,08 мм зазор 80-90 С), который позволяет поршню свободно Юбка.

перемещаться имеет форму конуса, сечение является которого овалом. На ней расположены П- или Т-прорези образные, обеспечивающие юбке пружинящие свойства, а двигателю холодному — работу без стука и предупреждающие при заклинивание нагревании (у двигателей для автомобилей вместо ВАЗ прорезей в тело поршня заливается кольцо терморегулирующее или термокомпенсационная стальная пластина, у для двигателей дизелей прорезей тоже нет). цилиндре в Поршень устанавливается так, чтобы на прорези не боковое действовало давление при расширении (во время хода рабочего). Для охлаждения на внутренней стороне расположены юбки ребра. Там же располагаются бобышки, в имеются которых отверстия для поршневого пальца. под Отверстия поршневой палец смещается по ходу вправо на 1,5 мм движения (для уменьшения стука и перекашивания).

предотвращения Для задиров юбка поршня может покрыта быть тонким слоем олова или на около поршне торцов поршневого пальца делаются которые, углубления выполняют роль холодильников (отводят Поршневые).

тепло кольца разделяются на маслосъемные и компрессионные (Они. 4). рис предназначены для уплотнения, обеспечения отвода, герметичности тепла, масла. Изготавливаются из легированного или чугуна специальной стали. Имеют форму разрезной плоской пружины с зазором (замком), который для предназначен удобства установки и свободного расширения высоких при температурах. Для повышения износостойкости поршневое верхнее кольцо подвергается хромированию, а остальные тонким покрываются слоем олова или молибдена.

устанавливаются Кольца таким образом, чтобы замки колец соседних были бы смещены относительно друг некоторый на друга угол (90-180). Если имеется маслосъемное чугунное кольцо, то замки всех колец относительно на 90′ смещаются Друг друга. При наличии маслосъемных составных колец только замки компрессионных смещаются колец на равные углы.

Компрессионные кольца для предназначены уплотнения поршня в гильзе цилиндра. установке При компрессионные кольца сжимаются, что плотное обеспечивает прилегание их к поверхности цилиндра. Кольца канавках в располагаются поршня так, чтобы выточки на поверхности внутренней кольца были бы обращены вверх (в днища сторону). Нижнее компрессионное кольцо устанавливается чтобы, так конусность его наружной поверхности обращена была вниз. Изначально кольца подбираются с высоте 0,02—0,07 мм по зазором. Маслосъемные кольца предназначены для излишков удаления масла со стенок цилиндра и дальнейшего поддон их в отвода картера. В канавках поршня, предназначенных установки для этих колец, имеются отверстия, для предназначенные попадания масла внутрь поршня.

применяются Часто составные маслосъемные кольца (например, двигателях на встречаются для автомобилей ГАЗ, УАЗ, Зазор).

ЗИЛ в замке равен:

1) для верхних колец компрессионных 0,25— 0,60 мм;

2) для нижних компрессионных колец 0,15 0,40 мм;

3) чугунного для маслосъемного кольца 0,25— 0,60 мм;

4) для составных колец маслосъемных 0,8—1,4 мм.

Поршневой палец предназначен для соединения шарнирного поршня с верхней головкой шатуна. полым Изготавливается (в виде толстостенной трубки). Для чтобы того пальцы надежно работали при больших передаче усилий, они изготавливаются из сталей (или легированных углеродистых), подвергаются цементизации или высокочастотными закалке токами.

С шатуном поршневые пальцы разному по-соединяются. В зависимости от этого пальцы разделяются на плавающие и закрепленные (наиболее распространены). Плавающие пальцы так устанавливаются, чтобы могли свободно вращаться в втулке и бобышках, находящихся в верхней головке шатуна. исключения Для появления (из-за разного материала сопрягаемых стуков) деталей в бобышках при работе двигателя устанавливаются пальцы с натягом 0,005-0,015 мм (при 80-90″С).

предназначен Шатун для передачи усилий от поршня к валу коленчатому, изготавливается из легированной или углеродистой При. стали такте расширения (рабочего хода) он усилия передает, возникающие от давления газов на поршень, к при, а валу вспомогательных тактах (впуск, сжатие, передает) выпуск усилия от вала к поршню.

Нижняя крышка и головка соединяются болтами, затянутыми гайками, и шплинтами стопорят (или контргайками, шайбами).

Стальные устанавливаются вкладыши в нижнюю головку. Изнутри они тонким покрываются слоем антифрикционного оловянисто-алюминиевого Отогнутые. сплава усики (выступы) служат для проворачивания предотвращения и осевого смещения, они упираются в шатуна пазы и его крышки. Для впрыскивания вкладыше во масла, как и в нижней головке, имеется время.

Во отверстие работы двигателя шатун совершает движения сложные: возвратно-поступательное вдоль оси качательное и цилиндра относительно оси поршневого пальца.

В двигателях многоцилиндровых разница в массе шатунов должна более не быть 6 г (для уравновешенности).

Коленчатый вал для предназначен восприятия передаваемых шатунами усилий и крутящий их в преобразования момент, который затем трансмиссией колесам передается автомобиля. Изготавливаются из легированных сталей (или) штамповкой магниевых чугунов (отливкой).

Основными коленчатого частями вала являются (рис. 6):

Щеки и изготавливаются противовесы как одно целое (или болтами соединяются)- В щеках имеются каналы для масла подвода, которые служат и грязеуловителями, собирают из частицы масла изнашивания. Задний конец коленчатого имеет вала отверстие для установки подшипника вала ведущего коробки передач и фланца для маховика крепления.

Шатунная шейка и щека составляет или (кривошип колено).

Вал, у которого коренные расположены шейки с обеих сторон от шатунной шейки, полноопорным называется. Такие валы расположены, например, на ВАЗ автомобилях-2110, -2112. Они способствуют работоспособности повышению всего кривошипно-шатунного механизма. В двигателях разных количество коренных шеек разное, образном, в V-например восьмицилиндровом коренных шеек пять, а в может их шестнадцатицилиндровом быть 4 или 7- Количество шатунных совпадает реек с количеством цилиндров.

Вкладыши коренных и подшипников шатунных одинаковы по конструкции, различаются только покрываются, размерами антифрикционным сплавом, обеспечивающим высокие свойства антизадирные. Они устанавливаются в выемках верхней картера части и в крышках коренных подшипников.

Маслоотражатели и сальники самоподжимные, установленные на концах коленчатого вала, для служат предотвращения утечки масла из картера легковых (на двигателя автомобилях они устанавливаются на переднем вала конце или и на переднем и на заднем концах).

шейка Задняя коленчатого вала снабжена маслоотгонной имеющей, канавкой спиральную форму, и маслосбрасывающим гребнем, от через которого специальные отверстия масло попадает в картера поддон. К коленчатому валу крепится маховик (или непосредственно на фланце).

Маховик предназначен для поршней вывода из верхней и нижней мертвых точек, обеспечения для равномерности вращения вала на малых для, частотах передачи крутящего момента трансмиссии, облегчения для пуска двигателя, уменьшения перегрузок в движения начале автомобиля. Изготавливается из чугуна, балансируется в коленчатым с сборе валом, при установке центрируется на которому, к фланце он крепится (на некоторых автомобилях, например, на 740-КамАЗ, маховик крепится к коленчатому валу.

возможности Для вращения коленчатого вала стартером пуске при на его ободе имеется зубчатый Часто. венец на маховик наносятся метки, соответствующие мертвой верхней точке поршня первого цилиндра, этих кроме меток могут наноситься и другие метки установочные. К маховику крепится механизм сцепления.

Блок цилиндров представляет собой литой массивный корпус, на котором монтируются различные системы и механизмы двигателя. Рабочая поверхность цилиндров направляющей является при движении поршня и предназначена совершения для в ней рабочего цикла двигателя. отливкой Изготавливается из чугуна (например, для двигателей ЗИЛ, ВАЗ, КамАЗ). Плоскость разъема блока может цилиндров проходить через ось коленчатого может, а вала быть смещена относительно нее.

это — Картер нижняя часть блока цилиндров, в находятся нем опорные гнезда (рис. 7) для коленчатого подшипников вала. К нему снизу крепится для поддон масла. Подшипники скольжения под шейки опорные распределительного вала располагаются в отверстиях, средней в находящихся части блока цилиндров. Ее стенки быть могут отлиты как единое целое с или цилиндром же цилиндры изготавливаются в виде вставных Между.

гильз стенками блока и наружной поверхностью гильз вставных имеется специальная полость — рубашка предназначенная, охлаждения для жидкостного охлаждения двигателя. Ее могут стенки быть отлиты как единое цилиндром с целое или же цилиндры изготавливаются в виде гильз вставных.

К блоку цилиндров спереди прикреплена распределительных крышка шестерен, сзади — картер сцепления.

поверхность Внутренняя цилиндров из-за высокоточной обработки называется цилиндра зеркалом.

На него может быть нанесена для сетка удержания смазки.

В верхнюю часть устанавливаются цилиндров вставки (сухие гильзы) из легированного обладающие, чугуна высокой коррозийной и износостойкостью и предназначенные уменьшения для изнашивания (сухие гильзы запрессовываются в мокрые, деталь — омываются снаружи жидкостью для теплоты отвода, что обусловило их широкое применение).

установке При мокрые гильзы уплотняются сверху за выступания счет их над плоскостью разъема, а в нижней уплотняются части резиновыми кольцами или медными Головка.

прокладками блока или цилиндров предназначена размещения для камеры сгорания, там нее впускные расположены и выпускные клапаны, свечи зажигания (в форсунки — дизелях). Изготавливается из алюминиевого сплава. У двигателя быть может одна головка блока цилиндров (рядном при расположении) или две головки (образиой V-при компоновке), при V-образной компоновке возможно также наличие четырех головок — по головке на цилиндра три.

По форме камеры сгорания различны, карбюраторных, в например двигателях камера сгорания может полусферической быть, полуклиновой или смешанной.

В головку или (запрессовываются вставляются) седла впускных и выпускных запрессовываются и клапанов направляющие втулки клапанов. На головке располагаться могут каналы для подвода горючей охлаждающей, смеси жидкости и для отвода отработавших Головка.

газов крепится к блоку цилиндров равномерно шпильками затянутыми с гайками, болтами. Герметичность соединения металло обеспечивается-асбестовыми прокладками.

Поддон картера (часть нижняя картера) предназначен для защиты попадания от картера посторонних частиц, грязи, применяется резервуар как для масла. Изготавливается штамповкой из стали ластовой. Располагается ниже оси коленчатого Крепится. вала болтами, для уплотнения используются прокладки пробковые.

Читайте также:

      

  • Реферат археологическое прошлое ивановского края
  •   

  • Биологическая роль нуклеиновых кислот реферат
  •   

  • Реферат на тему древнеегипетский тип красоты
  •   

  • Реферат холера на українській мові
  •   

  • Социальная работа как наука реферат