РазноеПодвижные части кшм – Кривошипно-шатунный Механизм Двигателя, Назначение, Принцип Действия и Характеристика КШМ, Диагностика и Ремонт Неисправностей, Конструкция с Чертежами и Схемами

Подвижные части кшм – Кривошипно-шатунный Механизм Двигателя, Назначение, Принцип Действия и Характеристика КШМ, Диагностика и Ремонт Неисправностей, Конструкция с Чертежами и Схемами

Подвижные детали кшм

Поршень (рис. 4) воспринимает давление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. В двухтактных двигателях наряду с этим поршень выполняет роль золотника механизма газораспределения.

Поршни работают в весьма тяжелых условиях: они испытывают воздействие горячих газов и воспринимают большие динамические нагрузки. Например, в начале рабочего хода на днище поршня диаметром 100 мм действует сила 20…40 кН у карбюраторного двигателя и 6…100 кН – у дизельного. Поршень движется в цилиндре с высокой (до 2 м/с) переменной скоростью, вследствие чего в шатунно-поршневых комплектах возникают значительные (до 15…20 кН) знакопеременные силы инерции (с частотой изменения знака до 200 Гц).

Рисунок. 4. Поршень двигателя ЗИЛ-130: а – общий вид; б – поршневые кольца; в – размещение колец в поршне: 1– ребро поршня; 2 – канавки для поршневых колец; 3 – бобышки; 4 – днище поршня; 5 – головка поршня; 6 – юбка поршня; 7 – компрессионные кольца; 8 – нижнее коническое компрессионное кольцо; 9, 10, 11, 12 – маслосъемные кольца с расширителями; 13 – чугунная всатвка

Применение поршней из алюминиевых сплавов дает возможность снизить конструкционную массу и, следовательно, силы инерции на 20…30% по сравнению с чугунными. Наряду с этим поршни из алюминиевого сплава имеют и недостатки: меньшую механическую прочность, повышенный износ, больший коэффициент линейного расширения (в 2…2,5 раза).

Поскольку поршень непосредственно охлаждаться не может, он нагревается значительно сильнее, чем охлаждаемая гильза. Чтобы предотвратить заклинивание поршня в гильзе, необходимо иметь между ними определенный зазор, когда они находятся в холодном состоянии. Этот зазор уменьшается при прогреве двигателя.

В настоящее время с целью уменьшения коэффициента линейного расширения и повышения прочности применяют поршни, изготовленные из высококремнистого алюминиевого сплава (содержание кремния до 22%, как например, у семейства двигателей ЯМЗ).

Для предотвращения заклинивания поршня его устанавливают в цилиндр с зазором. Поскольку днище и головка поршня нагреваются интенсивнее, чем юбка, зазор между цилиндром и головкой делают большим.

Конструкция и размеры поршня определяются главным образом величиной и скоростью нарастания давления газов и быстроходностью двигателя. Поршни дизелей имеют более массивную и жесткую конструкцию, большее число поршневых колец.

На долговечность поршня и бесшумность его работы большое влияние оказывает размещение оси поршневого пальца. С целью обеспечения одинаковых условий работы поршня при различных направлениях его движения ось поршневого пальца несколько смещают вниз и располагают на высоте 0,64…0,68 рабочей высоты юбки. Чтобы избежать стуков при переходе через мертвые точки, ось поршневого пальца смещают на 1,4…1,6 мм от оси поршня в сторону действия боковой силы при рабочем ходе (противоположную направлению вращения).

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Для уменьшения массы и снижения сил инерции его делают пустотелым. Поршневой палец работает под воздействием ударных нагрузок, переменных по величине и направлению, подвергается изгибу и истиранию. Чтобы противостоять этим нагрузкам, поршневой палец должен иметь мягкую сердцевину и, твердую поверхность. Этим требованиям удовлетворяют поршневые пальцы, изготовленные из углеродистой или малолегированной стали. Их подвергают термической обработке – цементации на глубину 0,5…1,0 мм, с последующей поверхностной закалкой токами высокой частоты на глубину 1,0…1,5 мм. Наружную поверхность пальца шлифуют и полируют.

Подавляющее распространение на современных двигателях получили плавающие поршневые пальцы, которые могут проворачиваться как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня. Такая конструкция обеспечивает более равномерный износ сопряжения. Осевая фиксация поршневого пальца осуществляется стопорными пружинными кольцами, устанавливаемыми в бобышках поршня.

Поршневые компрессионные кольца служат для герметизации надпоршневого пространства и предотвращают прорыв газов в картер двигателя. Поршневое кольцо представляет собой криволинейный брус, имеющий в свободном состоянии вырез. При установке в цилиндр кольцо сжимается и благодаря своей упругости прижимается наружной поверхностью к зеркалу цилиндра. Уплотняющее действие поршневых колец тем лучше, чем больше их число. В карбюраторных двигателях устанавливают на поршне 2 — 3 компрессионных кольца, в дизельных – 3 — 4.

Поршневые кольца современных быстроходных двигателей работают в чрезвычайно тяжелых условиях, под воздействием высоких давлений и температур, сил инерции и трения. В наиболее тяжелых условиях работает верхнее компрессионное кольцо.

Самым распространенным материалом для изготовления поршневых компрессионных колец является легированный чугун. Чугунные поршневые кольца получают из индивидуально отлитых заготовок. Однако качество литых чугунных колец не полностью удовлетворяет современным требованиям.

В настоящее время часто применяют стальные кольца. Более перспективными являются кольца из металлокерамических материалов, обладающие большей износостойкостью. Такие кольца получают прессованием порошкообразной смеси железа, меди и графита под большим давлением и при высокой температуре.

В процессе работы двигателя компрессионные кольца попеременно прижимаются к верхней и нижней кромкам канавок поршня и действуют как насос, стремясь перекачивать масло со стенок цилиндра в камеру сгорания. Поэтому на поршнях устанавливают, кроме компрессионных, маслосъемные кольца. Они снимают масло со стенок цилиндра, направляя его обратно в картер двигателя. Длительное время маслосъемные кольца изготовлялись из чугуна. В настоящее время широкое распространение получили стальные составные маслосъемные кольца. Обладая гибкостью, относительной подвижностью элементов и высоким давлением на стенки цилиндра, стальное кольцо хорошо приспосабливается к поверхности цилиндра, имеющего искаженную форму (вследствие износа) и обеспечивает хорошее распределение масла по поверхности цилиндра как в новом, так и в изношенном двигателе. Переход с чугунных маслосъемных колец на стальные позволил уменьшить расход смазочного масла в 2 раза, а пробег двигателя до замены колец увеличить до 150000 км.

Шатун обеспечивает шарнирную связь прямолинейно движущегося поршня с вращающимся коленчатым валом. Он передает от поршня коленчатому валу силу давления газов при рабочем ходе. Шатун совершает сложное плоскопараллельное движение: возвратно-поступательное вдоль оси цилиндра и качательное относительно оси поршневого пальца. Шатун испытывает значительные знакопеременные нагрузки, действующие по его продольной оси. Во время рабочего хода сила давления газов сжимает шатун. Силы инерции стремятся оторвать поршень от коленчатого вала и растягивают шатун. Наряду с этим качательное движение вызывает знакопеременные силы инерции, изгибающие шатун в плоскости его качания.

Указанные условия работы предъявляют к конструкции шатуна следующие требования: высокая жесткость; достаточная усталостная прочность; небольшая масса; простота и технологичность. Габаритные размеры нижней головки шатуна не должны препятствовать его проходу через цилиндр при сборке двигателя.

Основными элементами шатуна являются верхняя (неразъемная) и нижняя (разъемная) головки и соединяющий их стержень. Наилучшей формой поперечного сечения стержня шатуна, обеспечивающей ему высокую жесткость при минимальной массе, является двутавр.

В верхнюю головку шатуна устанавливаются бронзовые втулки, обладающие высокой износостойкостью и сопротивляемостью усталостным разрушениям.

В нижнюю головку шатуна устанавливаются тонкостенные шатунные вкладыши, которые выполняются подобно вкладышам коренных подшипников, с тем же материалом антифрикционного слоя.

Шатуны для карбюраторных двигателей изготовляют из углеродистой или легированной стали. В дизельных двигателях шатуны работают при больших динамических нагрузках, поэтому для их изготовления требуются высоколегированная сталь и увеличенные сечения элементов (утяжеление конструкции).

Коленчатый вал (рис. 5) воспринимает усилия от шатунов и преобразует их в крутящийся момент. Коленчатый вал является наиболее напряженной деталью КШМ. Он подвергается растяжению, сжатию, изгибу, скручиванию, срезу, поверхностному трению, продольным и поперечным деформациям. При этом нагрузки носят динамический характер и достигают значительных величин.

При большой длине вала эти нагрузки могут вызвать заметные продольные и угловые деформации и привести к усталостным разрушениям.

Исходя из условий работы, характера и величены нагрузок, коленчатый вал должен удовлетворять следующим требованиям: обладать статической и динамической уравновешенностью; быть достаточно жестким и долговечным при небольшой массе; иметь высокую усталостную прочность; быть устойчивым против вибрации и крутильных колебаний; иметь точные размеры и высокую износостойкость трущихся поверхностей (коренных и шатунных шеек).

Коленчатые валы изготовляют ковкой или штамповкой из углеродистой или низколегированной стали. В последние годы получают распространение литые валы из магниевого чугуна. Они имеют меньшую массу и дешевле, чем кованые.

Валы подвергают термической обработке – закалке и отпуску. Шейки коленчатого вала закаливают токами высокой частоты на глубину 3…4 мм, шлифуют и полируют.

Рисунок 5. Подвижные детали кривошипно-шатунного механизма: 1 – храповик; 2 – фиксаторные шайбы; 3, 13 – шатунные шейки; 4 – вкладыши шатунных шеек; 5 – пружинное кольцо; 6 – поршневой палец; 7 – верхняя головка шатуна; 8 – стержень шатуна; 9 – болты; 10 – нижняя головка шатуна; 11 – крышка шатуна; 12, 19, 24, 29 – коренные шейки коленчатого вала;

14, 26 – вкладыши коренных шеек; 15, 16 – поршни; 17, 28 – противовесы; 18 – маховик; 20 – задняя часть вала; 21 – стопорное кольцо; 22, 27, 30 – крышки; 23 – масляная полость; 31 – шестерня привода ГРМ; 32 – передняя часть вала; 33 – шкив ременной передачи

Коленчатый вал имеет коренные и шатунные шейки, соединенные друг с другом при помощи щек. Коренные шейки выполняются одинаковыми по диаметру. Шатунная шейка со смежными щеками составляет колено, кривошип вала. Все шатунные шейки по длине и диаметру одинаковы.

В автотракторных двигателях коленчатые валы могут вращаться в подшипниках качения и скольжения. Подшипники качения обеспечивают уменьшение потерь на трение, что обеспечивает значительное облегчение запуска двигателя в холодное время. Однако в многоцилиндровых двигателях конструкция блока цилиндров и коленчатого вала с подшипниками качения значительно усложняется. Имеются и другие недостатки. Поэтому чаще всего используются подшипники скольжения. Коренные подшипники скольжения выполняют в виде тонкостенных стальных вкладышей (полуколец), которые устанавливают в расточках блока цилиндров. На внутреннюю поверхность вкладыша наносится слой из антифрикционного сплава, состав и свойства которого зависят от степени нагруженности.

В карбюраторных двигателях длительное время использовались свинцовооловянистые сплавы (баббиты). Широкое распространение получил сплав СОС–6–6 на свинцовой основе, содержащей 6% олова, 6% сурьмы, 0,5% меди. Однако свинцовооловянистые сплавы чувствительны к повышению температуры и, имеют недостаточную сопротивляемость уста-лостным выкрашиваниям.

В связи с этим в настоящее время получили широкое применение сталеалюминиевые вкладыши, обладающие высокой усталостной прочностью и хорошими противокоррозийными качествами. Сталеалюминиевые вкладыши широко применяются на современных V-образных карбюраторных двигателях и обеспечивают им достаточно высокий межремонтный срок службы.

В дизельных двигателях, имеющих повышенную нагрузку на подшипники, применяются стальные вкладыши с антифрикционным сплавом из свинцовистой бронзы, содержащей 30% свинца, улучшающего противозадирные свойства. Подшипники из свинцовистой бронзы выдерживают без усталостных разрушений почти вдвое большую нагрузку, чем баббиты и стабильно работают при нагреве до 140…150°С, в то время как для баббитов предельно допустимой является температура 120°С.

Вместе с тем антифрикционный сплав из свинцовистой бронзы плохо поглащает твердые абразивные частицы, недостаточно хорошо прирабатывается, имеет склонность к коррозии. Поэтому в двигателях с подшипниками из свинцовистой бронзы можно применять только специальное масло с противокоррозийной присадкой.

Маховик устанавливают на задний конец коленчатого вала для уменьшения неравномерности работы двигателя и выведения поршней из мертвых точек.

В многоцилиндровых двигателях рабочие ходы протекают с частичным перекрытием, что обеспечивает хорошую равномерность и позволяет кривошипному механизму проходить мертвые точки без помощи маховика. В этих случаях маховик обеспечивает плавную работу двигателя на малой частоте вращения, облегчает трогание машины и способствует пуску двигателя.

Маховик отливают из серого чугуна и крепят к фланцу коленчатого вала. На обод маховика напрессовывают стальной зубчатый венец, служащий для пуска двигателя от стартера.

На торцевой поверхности маховика наносят метки, соответствующие ВМТ и моменту зажигания. Этими метками пользуются при установке зажигания или впрыска, а также при проведении различных регулировок. В сборе с коленчатым валом маховик должен быть динамически сбалансирован.

При работе двигателя на детали КШМ действуют давление газов на поршень, силы инерции масс, движущихся возвратно-поступательно (поршень и часть массы шатуна) и вращающихся (колено вала и часть массы шатуна), силы веса. По мере вращения вала эти силы, за исключением силы веса, меняют величину и направление.

studfile.net

Неподвижные детали КШМ

 

Блок картер является остовом двигателя, в котором размещаются и работают подвижные детали, к нему крепятся практически все навесные агрегаты и приборы, обеспечивающие работу двигателя.

Коренные подшипники

Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.

Маховик

Маховик служит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала и течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ и НМТ.

В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места.
Маховики отливают из чугуна в виде лиски с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом.
На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.

 

Неподвижные детали КШМ

а — V- образного карбюраторного двигателя; 6 — V-образного дизельного двигателя; в — соединение головки блока цилиндров, гильзы и блока цилиндров двигателя KaМA3-740; 1- крышка блока распределительных зубчатых колес; 2 — прокладка головки блока цилиндров; 3 — камера сгорания, 4 — головка блока цилиндров, 5 — гильза цилиндра; 6 и 19 — уплотнительные кольца, 7 — блок цилиндров; 8 — резиновая прокладка; 9 — головка блока цилиндров; 10 -прокладка крышки; 11 — крышка головки блоки цилиндров; 12 и 13 — болты крепления крышки и головки блока цилиндров; 14 — патрубок выпускного коллектора; 15 — болт-стяжка; 16 — крышка коренного подшипника: 17 — болт крепления крышки коренного подшипника; 17 — стопорное кольцо: 20 — стальная прокладка головки блока цилиндров.

Блок картер

Блок-картер отливают из легированного чугуна или алюминиевых сплавов.
Блок-картер разделен на дне части горизонтальной перегородкой. В нижней части в вертикальных перегородках имеются разъемные отверстия крепления коленчатого вала, в верхней гильзы цилиндров. Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами («сухие» гильзы), либо иметь вставные сменные гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые «мокрые» гильзы. Также в блок-картере выполнены гладкие отверстия пол коренные опоры распределительного вала, под толкатели ГРМ, имеются гладкие и резьбовые отверстия и припадочные поверхности крепления деталей и приборов.

Гильзы цилиндров

Гильзы цилиндров являются направляющими для поршня и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий ЦИКЛ, Изготовляют гильзы литьем из специального чугуна. На наружной поверхности имеется одна или две посадочные поверхности крепления гильзы в блоке цилиндров. Внутреннюю поверхность цилиндра подвергают закалке с нагревом ТВЧ и тщательно обрабатывают, получая «зеркальную» поверхность.


Верхняя часть цилиндра наиболее нагружена, так как здесь происходит сгорание рабочей смеси, сопровождаемое резким повышением давления и температуры. Кроме того, в этой зоне происходит перекладка поршня, сопровождаемая ударными нагрузками на стенки цилиндра. Для повышения износостойкости верхней част цилиндров в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53 и ЗИЛ-508.10) применяют пеганки из специального износостойкого чугуна» запрессованные в верхней части цилиндра. Толщина вставки 2—4 мм. высота 40—50 мм. используемый материал — аустенитный чугун.

«Мокрые» гильзы могут быть установлены в блок-картер с центровкой по одному или двум поясам. Первый способ применяется для постановки гильзы в алюминиевые, в юрой — в чугунные блоки.
Для уплотнения нижнего центрирующего пояска «мокрых» гильз применяют резиновые кольца гильзы с центровкой по одному нижнему поясу уплотняются одной медной прокладкой под горне нон плоскостью буртика.

Головка блока 

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры и образует верхнюю часть рабочей полости двигателя, в ней частично или полностью размещаются камеры сгорания. Головки блока цилиндров отливают из легированного серого чугуна или алюминисвого сплава. Чаще всего они являются общими для всех цилиндров, образующих ряд.
В головках блока цилиндров разметаются гнезда и направляющие втулки клапанов, впускные и выпускные каналы. Их внутренние полости образуют рубашку для охлаждающей жидкости. В верхней части имеются опорные площадки для крепления деталей клапанного механизма, В конструкциях с верхним расположением распределительного вала предусмотрены соответствующих опоры. Для уплотнения стыка головки блока цилиндров и блока цилиндров применяю) сталеасбестовую уплотняющую
прокладку, предотвращающую прорыв газов наружу и исключающую проникновение охлаждающей жидкости и масла в цилиндры. В двигателях послушного охлаждения головки блока цилиндров делают ребренными. Причем ребра располагают по движению потока охлаждающего воздуха. Так, чтобы обеспечивался более эффективный теплоотвод.

Поддон картера


Поддон картера закрывает KШМ снизу и одновременно является резервуаром для масла. Поддоны изготовляют штамповкой из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Внутри поддонов могут выполняться лотки и перегородки, препятствующие перемещению и взбалтыванию масла при лвижении автомобиля по неровным дорогам,
Привалочная поверхность, стыкующаяся с блок-картером, имеет от-бортовку металла и усиливается для придания жесткости стальной полосой, приваренной по периметру. В нижней точке поддона приваривается бобышка с резьбовым отверстием, которое закрывают пробкой с магнитом для улавливания металлических продуктов износа, образующихся вследствие изнашивания двигателя.

www.autoezda.com

Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма 1. Блок-картер.

  • Размер: 4.3 Mегабайта
  • Количество слайдов: 49

Описание презентации Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма 1. Блок-картер. по слайдам

   Неподвижные детали кривошипно-шатунного  механизма  1. Блок-картер.  2. Цилиндры.  3. Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма 1. Блок-картер. 2. Цилиндры. 3. Головки цилиндров. 4. Поддон картера. 5. Прокладки газового стыка. 6. Крышка распределительных шестерен. 7. Картер маховика.

  Блок-картер  Рис. 1. Блок-картер двигателя с жидкостным охлаждением. 1 – колодец для штанги Блок-картер Рис. 1. Блок-картер двигателя с жидкостным охлаждением. 1 – колодец для штанги привода ГРМ; 2 – крышка коренного подшипника коленчатого вала; 3 – рубашка охлаждения двигателя; 4 – блок цилиндров; 5 – отверстие под болты и шпильки для крепления головки блока цилиндров; 6 – многосекционный корпус; 7 – отверстия под болты крепления крышки коренного подшипника; 8 – ребра жесткости; 9 – отверстия под крепление масляного поддона.

  Назначение 1. Размещение подвижных элементов КШМ. 2. Размещения деталей механизма газораспределения и вспомогательных Назначение 1. Размещение подвижных элементов КШМ. 2. Размещения деталей механизма газораспределения и вспомогательных агрегатов двигателя. 3. Восприятие газовых и инерционных сил и их моментов, порождаемых подвижными деталями КШМ. Блок-картер

   1. Нагружается силами давления газов внутри его цилиндров. 2. Нагружается инерционными силами масс 1. Нагружается силами давления газов внутри его цилиндров. 2. Нагружается инерционными силами масс деталей механизма. 3. Нагружается монтажными силами, возникающими при затяжке крепежных элементов. 4. Возникают термические деформации. 5. Внутренние поверхности стенок блок-картера подвергаются коррозионному воздействию. Условия работы Блок-картер

  Блок-картер  Рис. 1. Блок-картер пускового двигателя. Блок-картер Рис. 1. Блок-картер пускового двигателя.

    1. Продольная и поперечная жесткости.   2. Сопротивление усталости.  1. Продольная и поперечная жесткости. 2. Сопротивление усталости. 3. Коррозионная стойкость. 4. Высокая теплопроводность. 5. Износостойкость его трущихся поверхностей. Требования. Блок-картер

  Блок-картер Материалы  Преимущества алюминиевых сплавов:  1. Низкий объём механической обработки.  2. Блок-картер Материалы Преимущества алюминиевых сплавов: 1. Низкий объём механической обработки. 2. Высокая производительность. 3. На 50 -60 % легче чугунов. 4. Алюминий имеет хорошую теплопроводность. Недостатки алюминиевых сплавов: 1. Высокая стоимость. 2. Небольшая жёсткость деталей. 3. Высокий коэффициент линейного расширения. 4. Низкая износостойкость.

   Преимущества чугуна:   1. Дешевле в 5 раз, чем алюминиевые сплавы. Преимущества чугуна: 1. Дешевле в 5 раз, чем алюминиевые сплавы. 2. Большая жёсткость деталей. 3. Низкий коэффициент линейного расширения. 4. Высокая износостойкость. Недостатки чугуна: 1. Низкая производительность. 2. Тяжелее алюминиевых сплавов. 3. Чугун имеет низкую теплопроводность. Блок-картер Материалы

   1. Блок картеры из алюминиевых сплавов – литье в земляне формы, литье в 1. Блок картеры из алюминиевых сплавов – литье в земляне формы, литье в кокиль. 2. Блок картеры из чугуна – литье в земляные формы. Блок-картер Технология изготовления

  Промежуточный картер Рис. 2. Промежуточный картер. 1 – шатун; 2 – шатунная шейка коленчатого Промежуточный картер Рис. 2. Промежуточный картер. 1 – шатун; 2 – шатунная шейка коленчатого вала; 3 – блок-картер; 4 – коренная шейка; 5, 6 – болты крепления промежуточного картера; 7 -промежуточный картер; 8 – вкладыши коренного подшипника.

  Гильзы цилиндров Рис. 3. Гильзы цилиндров а, б) «мокрые» ; в) «сухая»  1, Гильзы цилиндров Рис. 3. Гильзы цилиндров а, б) «мокрые» ; в) «сухая» 1, 2 – резиновые уплотнительные кольца; 3 – направляющие пояски гильз;

   1. Повышение износостойкости.  2. Ремонтопригодность. Гильзы цилиндров  Назначение 1. Повышение износостойкости. 2. Ремонтопригодность. Гильзы цилиндров Назначение

  Гильзы цилиндров Гильзы цилиндров

    1. Рабочая поверхность цилиндра подвергается абразивному и коррозионному воздействию.   2. 1. Рабочая поверхность цилиндра подвергается абразивному и коррозионному воздействию. 2. Подвергается ударным нагрузкам от газовых сил. 3. Нагрузки от нормальной силы, передаются через поршень. 4. Силы инерции самого поршня при его «перекладках» вызывают высокочастотные колебания стенок цилиндра. Гильзы цилиндров Условия работы

  1. Износостойкость.  2. Коррозионная стойкость.  3. Высокая твёрдость. Гильзы цилиндров  Требования 1. Износостойкость. 2. Коррозионная стойкость. 3. Высокая твёрдость. Гильзы цилиндров Требования

     1. Легкосъемные мокрые гильзы в большинстве случаев отливают из серого перлитного 1. Легкосъемные мокрые гильзы в большинстве случаев отливают из серого перлитного чугуна и подвергают закалке токами высокой частоты. Гильзы из легированного чугуна применяют незакаленными. 2. Сухие гильзы отливаются из серого чугуна, содержащим Cr, Ti, Cu, Mo. Гильзы цилиндров Материалы

  Гильзы цилиндров Гильзы цилиндров

  1. Повышается общая масса. 2. Снижается жесткость двигателя. 3. Неудобство замены. Типы гильз цилиндров 1. Повышается общая масса. 2. Снижается жесткость двигателя. 3. Неудобство замены. Типы гильз цилиндров Гильзы цилиндров 1. «Мокрые» гильзы Преимущества : 1. Легко заменяются новыми. 2. Улучшенный теплоотвод Недостатки :

  Гильзы цилиндров 1. Ухудшают теплоотвод. 2. Удорожают производство. 2.  «Сухие»  гильзы. Преимущества Гильзы цилиндров 1. Ухудшают теплоотвод. 2. Удорожают производство. 2. «Сухие» гильзы. Преимущества : 1. Не ослабляют общую жесткость цилиндра. Недостатки :

  Гильзы цилиндров 3. Безгильзовые конструкции Преимущества : 1. Меньше масса двигателя. 2. Высокая чистотаповерхности Гильзы цилиндров 3. Безгильзовые конструкции Преимущества : 1. Меньше масса двигателя. 2. Высокая чистотаповерхности Недостатки : 1. Необходимость применения сложных химических и физических обработок поверхности.

  Головки блока цилиндров. Головки блока цилиндров.

   1. Закрывают цилиндры.   2. Образуют верхнюю часть камеры сгорания.  1. Закрывают цилиндры. 2. Образуют верхнюю часть камеры сгорания. 3. Служат основой для крепления клапанного механизма. 4. Служат для размещения свечи зажигания или форсунки. Назначение. Головки блока цилиндров.

    1. Высокая прочность.   2. Жесткость при термических нагрузках.  1. Высокая прочность. 2. Жесткость при термических нагрузках. 3. Исключение местных перегревов и коробления при рабочих температурах. 4. Рациональное размещение по размерам и форме клапанов. 5. Удобство регулировки клапанного механизма. Головки блока цилиндров. Требования

  Головки блока цилиндров. Головки блока цилиндров.

    1. Чугуны типа СЧ 18 и СЧ 21, легированного хромом,  никелем, 1. Чугуны типа СЧ 18 и СЧ 21, легированного хромом, никелем, молибденом, титаном (высокая прочность, обеспечивается повышенная жесткость двигателя). 2. Алюминиевые сплавы типа АК 9 и АК 12 ММг. Н (обладают большей теплопроводностью, имеют хорошие литейные свойства) 1. Головки двигателей получают путём литья в земляные формы. Головки блока цилиндров. Материал Технология изготовления

 1.  Индивидуальные головки Головки блока цилиндров.  Типы головок блока цилиндра Преимущества : 1. 1. Индивидуальные головки Головки блока цилиндров. Типы головок блока цилиндра Преимущества : 1. Меньшая масса облегчает изготовление и ремонт двигателя. 2. Являются унифицированными для двигателей с разным числом цилиндров. 3. Лучше герметизация камеры сгорания.

  Головки блока цилиндров. Головки блока цилиндров.

  Головки блока цилиндров. 1.  Индивидуальные головки Недостатки : 1. Жесткость корпуса двигателя с Головки блока цилиндров. 1. Индивидуальные головки Недостатки : 1. Жесткость корпуса двигателя с индивидуальными головками меньше, чем с моноголовкой.

   1. Увеличение массы создаёт трудности при  ремонте двигателя. Головки блока цилиндров. 2. 1. Увеличение массы создаёт трудности при ремонте двигателя. Головки блока цилиндров. 2. Общие головки Преимущества : 1. Жесткость корпуса двигателя с моноголовками значительно больше, чем с индивидуальными головками. Недостатки :

  Прокладки газового стыка. Обеспечение уплотнения газового стыка. Назначение Прокладки газового стыка. Обеспечение уплотнения газового стыка. Назначение

  1.  Прокладки должны выдерживать значительные силы давления газов. 2.  Не разрушаться под 1. Прокладки должны выдерживать значительные силы давления газов. 2. Не разрушаться под действием высоких температур. 3. Надёжность уплотнения. 4. Безвредность. Прокладки газового стыка. Требования

  1. Сталеасбестовые прокладки (повышение местной плотности стыка вокруг камеры сгорания, асбест является токсичным материалом). 1. Сталеасбестовые прокладки (повышение местной плотности стыка вокруг камеры сгорания, асбест является токсичным материалом). 2. Алюминиевые прокладки. 3. Стальные прокладки. 4. Медные проклатки. Прокладки газового стыка. Материалы

  Масляные поддоны Рис. 4. Масляные поддоны: а) литой; б) штампованный. Масляные поддоны Рис. 4. Масляные поддоны: а) литой; б) штампованный.

  1. Поддон картера служит резервуаром масла системы смазывания дизеля. Назначение. Масляные поддоны  1. Поддон картера служит резервуаром масла системы смазывания дизеля. Назначение. Масляные поддоны 1. Надёжность. 2. Ремонтопригодность. 3. Хорошая теплопроводность и теплоотвод. Условия работы

    1. Листовая малоуглеродистая сталь (штампованные). 2. Алюминиевый сплав (литые). Материал. Масляные поддоны 1. Листовая малоуглеродистая сталь (штампованные). 2. Алюминиевый сплав (литые). Материал. Масляные поддоны 1. Литые поддоны. 2. Штампованные поддоны. Типы масляных поддонов

   Преимущества литых поддонов: 1. Меньше (5÷ 6 д. Б) уровень шума двигателя. 2. Преимущества литых поддонов: 1. Меньше (5÷ 6 д. Б) уровень шума двигателя. 2. На поддоне могут быть выполнены ребра, охлаждаемые потоком встречного воздуха – температура масла в поддоне снижается. 3. Некоторое повышение жесткости картера. Недостатки литых поддонов: 1. Удорожание поддона, увеличение его массы. 2. При наезде на препятствие поддон разрушается. Масляные поддоны

  Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма  Однорядная Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма Однорядная

  Достоинства:  1. Простота конструкции. 2. Простая технология изготовления. 3. Простота в обслуживании двигателя Достоинства: 1. Простота конструкции. 2. Простая технология изготовления. 3. Простота в обслуживании двигателя Недостатки: 1. Значительные габаритные размеры двигателя (особенно по длине). 2. Пониженная жесткость блока цилиндров и коленчатого вала. 3. Повышенная масса двигателя. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма

  V-образная. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма  V-образная. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма

  Достоинства:  1. Снижение массы двигателя. 2. Уменьшение габаритов блока цилиндров. 3. Увеличение жесткости Достоинства: 1. Снижение массы двигателя. 2. Уменьшение габаритов блока цилиндров. 3. Увеличение жесткости коленчатого вала. 4. Повышение надежности двигателя. Недостатки: 1. Усложнение технологии изготовления. 2. Повышение стоимости двигателя. 3. Усложнение тех. обслуживания и ремонта. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма

  Оппозитная. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма  Оппозитная. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма

  Достоинства:   1. Уменьшение габаритов блока цилиндров в вертикальном направлении.  2. Снижение Достоинства: 1. Уменьшение габаритов блока цилиндров в вертикальном направлении. 2. Снижение массы двигателя. 3. Увеличение жесткости коленчатого вала. 4. Повышение надежности двигателя. Недостатки: 1. Повышение стоимости двигателя из-за усложнения технологии изготовления. 2. Усложнение тех. обслуживания и ремонта. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма

  W-образная. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма  W-образная. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма

  Достоинства:   1. Уменьшение массы двигателя и габаритов  блока цилиндров.  2. Достоинства: 1. Уменьшение массы двигателя и габаритов блока цилиндров. 2. Увеличение жесткости коленчатого вала. 3. Повышение надежности двигателя. Недостатки: 1. Увеличение стоимости двигателя вследствие повышенной сложности технологии изготовления. 2. Усложнение тех. обслуживания и ремонта. Компоновочные схемы кривошипно-шатунного механизма

  Силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме 1. Сила инерции  Рj , Силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме 1. Сила инерции Рj , действующая по оси цилиндра. 2. Сила давления газов Рг в надпоршневой полости. 3. Сила Рш , действующую по оси шатуна. 4. Сила N давления на стенку цилиндра. 5. Тангенциальная сила Т.

  Моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме 1. Реактивный момент  Мр = N Х . Моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме 1. Реактивный момент Мр = N Х . 2. Активный момент Ма = –Мр. 3. Крутящий момент Мкр = Т·r . Силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме

  Характерные значения отношения S / D для современных двигателей легковых автомобилей. Тип двигателя Значения Характерные значения отношения S / D для современных двигателей легковых автомобилей. Тип двигателя Значения S / D Бензиновые Рядные 0, 85 -1, 25 Бензиновые V- образные 0, 75 -1, 1 Бензиновые Оппозитные 0, 7 -0, 9 Дизели Рядные 0, 95 -1, 2 Дизели V- образные 0, 92 -1,

  Рабочим объемом цилиндра (Vр)  является объем,  описываемый поршнем при его перемещении от Рабочим объемом цилиндра (Vр) является объем, описываемый поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ. Объемом камеры сгорания ( Vc ) называют объем надпоршневой полости при положении поршня в ВМТ. Полным объемом цилиндра называют сумму рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания ( V а = V р + Vc ). Степенью сжатия называют отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

present5.com

1.3 Условия функционирования кривошипно-шатунного механизма (назначение, устройство, принцип работы)

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение (например, во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания), и наоборот. Детали КШМ делят на две группы, это подвижные и неподвижные детали.

Подвижные: поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый вал с подшипниками или кривошип, маховик.

Неподвижные: блок цилиндров (является базовой деталью двигателя внутреннего сгорания) и представляет собой общую отливку с картером, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, нижний картер (поддон), гильзы цилиндров, крышки блока, крепежные детали, прокладки крышек блока, кронштейны, полукольца коленчатого вала.

Принцип действия:

Прямая схема: Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала.

Обратная схема: Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразовывается в поступательное движение поршня.

Коленчатый вал состоит из:

— шатунных шеек;

— коренных шеек;

— противовеса.

Поршень представляет собой металлический стакан, установленный в цилиндре с минимальным зазором. При рабочем ходе он своим днищем воспринимает давление газов, а при других ходах выполняет вспомогательные такты. Кроме того, поршень воспринимает нагрузки сил инерции, которые достигают наибольшей величины в мертвых точках. Средняя температура в цилиндре работающего двигателя достигает 1000°С, что вызывает нагревание центральной части днища поршня, изготовленного из алюминиевого сплава, до 250°С. Следовательно, материал, из которого изготавливают поршень, должен обладать хорошей теплопроводностью, высокой механической прочностью и износостойкостью, быть легким, иметь небольшие коэффициенты линейного расширения и трения. Всем этим требованиям удовлетворяют высококремнистые алюминиевые сплавы с содержанием кремния до 20-25 %.

Поршень состоит из головки, днища, направляющих стенок (юбки), бобышек. Днище может быть: плоским, выпуклым, вогнутым и фигурным. У большинства карбюраторных двигателей днище поршня плоское, у дизельных – фигурное, так как там находится камера сгорания. На головке поршня выполняются канавки для установки компрессионных и маслосъемных колец. Юбка поршня является направляющей частью, ее диаметр несколько больше диаметра головки и подбирается по цилиндру с минимальным зазором.

С целью предохранения поршня от заклинивания в цилиндре при его нагревании, с внутренней стороны юбки и днища поршня некоторых двигателей могут устанавливаться пластины с малым коэффициентом линейного расширения, например, из инвара (сталь с содержанием 30-40 % никеля). Кроме того, на юбке поршня карбюраторных двигателей с одной стороны выполняется П, Т-образный или косой разрез, позволяющий юбке амортизировать. На поршнях дизельных двигателей разрез юбки не делают, так как они воспринимают более высокие нагрузки.

Для получения минимального зазора между юбкой поршня и цилиндром в холодном состоянии юбка выполняется эллиптического профиля с меньшей осью эллипса в плоскости оси поршневого пальца. Поэтому поршень, нагреваясь, больше расширяется в этой плоскости и юбка из эллиптической становится цилиндрической, принимая форму цилиндра, а зазор между ними – равномерным.

Бобышки представляют собой утолщение, в котором просверлено отверстие для установки поршневого пальца. В бобышках выполнены канавки для установки стопорных колец, удерживающих палец от осевого смещения.

Для безошибочной установки поршня в цилиндр на его днище или юбке нанесены метки в виде стрелки или надписи «вперед», «назад». Поршень устанавливают в цилиндр так, чтобы метка соответствовала указанному направлению, относительно движения автомобиля.

Кривошипно-шатунный механизм используется в двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах, поршневых насосах, швейных машинах, кривошипных прессах.

studfile.net

Кривошипно-шатунный механизм | Конструкции судовых двигателей внутреннего сгорания

Основные подвижные детали ДВС входят в состав кривошипно-шатунного механизма, назначением которого является преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. В зависимости от конструкции кривошипно-шатунного механизма двигатели, как и их поршни, бывают тронковые и крейцкопфные, простого и двойного действия. В отличие от тронковых крейцкопфные двигатели имеют наряду с поршнем, шатуном и коленчатым валом поршневой шток и ползун (крейцкопф), перемещающийся вдоль поперечины.

Тронковый поршень одновременно является как бы ползуном, поэтому он имеет длинную направляющую часть, называемую юбкой или тронком. Примером такого поршня может служить поршень четырехтактного дизеля, изображенный на рис. 43. Поршень состоит из головки 1 и тронка 7, имеющего внутри камеру. Головка поршня включает в себя донышко и боковую поверхность, на которой расположены канавки для поршневых уплотнительных 2 и маслосъемных 3 колец. Такая же. канавка для маслосъемных колец расположена на нижней части тронка.

Направляющая часть поршня имеет устройство для соединения его с шатуном, состоящее из поршневого пальца 5, втулок 6 и заглушек 4. В практике распространены два способа установки поршневого пальца в бобышках направляющей части поршня: палец закрепляется в бобышках жестко, шатун посажен на него неподвижно; палец не закрепляется в бобышках, шатун также имеет возможность поворота вокруг него (так называемый плавающий палец). В последнем случае конструкция пальца (рис. 43, поз. 5) имеет несомненные преимущества, так как износ пальца уменьшается и происходит более равномерно, улучшаются условия работы пальца.


Рис. 43. Тронковый поршень четырехтактного двигателя.

При диаметре цилиндра более 400 мм поршни тронковых двигателей изготовляют разъемными.

Поршни крейцкопфных двигателей отличаются от тронковых тем, что имеют жесткое соединение поршня со штоком. Поршневой шток обычно заканчивается фланцем, который соединяется с поршнем посредством шпилек.

Во избежание перегрева донышка поршня у двигателей с ползунами, как и у тронковых двигателей с цилиндрами больших диаметров, применяют искусственное охлаждение донышек. Для этой цели используют пресную или забортную воду и масло.

На рис. 44 показан укороченный поршень современного двухтактного дизеля с наддувом. В таких дизелях нижняя полость цилиндра используется в качестве продувочного насоса, поэтому направляющая часть поршня значительно сокращается (короткий или укороченный поршень). Кованая стальная головка поршня 4 имеет снаружи канавки для уплотнительных колец 3, а внутри головки поршня расположен вытеснитель 5, предназначенный для ускорения движения охлаждающего масла. В направляющей части поршня 1, изготовленной из чугуна, предусмотрены канавки для направляющих колец 2. Внутри направляющей части находятся шпильки 7 для крепления штока поршня 8 с головкой поршня через отверстия в направляющей части. Донышко поршня охлаждается маслом, которое подводится по каналу 9 в штоке поршня, а отводится из верхней полости по трубе 6. Наиболее нагруженная часть поршней всех видов — головка поршня. На донышко головки в процессе работы двигателя давят горячие газы, которые нагревают его и, кроме того, стремятся прорваться внутрь двигателя. Вследствие этого донышко головки поршня имеет особую конфигурацию, обусловленную требуемой формой камеры сгорания, и охлаждаемую внутреннюю поверхность.


Рис. 44. Укороченный поршень двухтактного дизеля с наддувом.

Высота боковой поверхности головки поршня зависит от размеров и числа поршневых уплотнительных колец. Поршневые кольца обеспечивают не только уплотнения цилиндра от прорыва газов, но и передачу тепла от головки поршня к стенкам рабочей втулки цилиндра. Эти функции обычно выполняют два-три верхних кольца, а остальные являются как бы вспомогательными, повышая надежность их работы. В тихоходных двигателях обычно ставят пять — семь поршневых колец, а в быстроходных, благодаря уменьшению времени протекания газа через неплотности между поршнем и стенками цилиндра, достаточно трех— пяти.

Поршневые кольца изготовляют прямоугольного или реже трапециевидного сечения из более мягкого металла, чем втулка цилиндра. Для возможности установки колец в пазы поршня их делают разрезными, а место стыка, называемое замком, выполняют с косым, ступенчатым (внахлестку) или прямым срезом. Благодаря разрезной конструкции и пружинящим свойствам материала поршневые кольца плотно прижимаются к стенкам втулки цилиндра, предотвращая трение о них поршня. Тем самым улучшаются условия работы поршня и уменьшается износ втулки.

В отличие от уплотнительных маслосъемные кольца служат для предотвращения попадания масла в камеру сгорания и снятие его излишка со стенок цилиндровой втулки.

Шатун двигателя предназначен для передачи усилия от поршня коленчатому валу. Он состоит из трех основных частей (рис. 45): нижней головки I, стержня II и верхней головки III. Шатуны, как и поршни, бывают тронковые и крейцкопфные. Их различие определяется в основном конструкцией верхней головки и расположением шатуна по отношению к поршню.


Рис. 45. Шатун тронкового двигателя.

Верхняя головка шатуна тронковых двигателей (двигатели малой и средней мощности) выполняется неразъемной. В отверстие головки 1 (рис. 45) запрессовывают бронзовую втулку 2, которая выполняет роль головного подшипника и служит для соединения шатуна с поршнем при помощи поршневого пальца. Втулка 2 имеет по внутренней поверхности кольцевую канавку 3 и отверстия 4 для подвода смазки из центрального канала 5, просверленного в стержне.

Шатуны крейцкопфных двигателей, к которым относятся в основном двигатели большой мощности (как правило, двухтактные дизели с цилиндровой мощностью более 300 э.л.с.), изготовляют с разъемной верхней головкой. Такая головка крепится болтами к верхней части шатуна, имеющей форму развилки или прямоугольного фланца. Стержень 6 шатуна выполняют круглого сечения с центральным каналом 5, что характерно для тихоходных двигателей.

Стержни шатунов быстроходных двигателей имеют обычно кольцевую или двутавровую форму сечений, часто изготовляются заодно с верхней половиной нижней головки, что способствует уменьшению веса шатуна. Нижняя головка шатуна служит для расположения в ней мотылевого подшипника, посредством которого шатун соединяется с мотылевой шейкой коленчатого вала. Головка состоит из двух половин, снабженных бронзовыми или стальными взаимозаменяемыми вкладышами, внутренняя поверхность которых заливается слоем баббита.

В тихоходных двигателях шатун выполняют с отъемной нижней головкой 9, состоящей из двух стальных половин — отливок без вкладышей. В этом случае слоем баббита заливают рабочую поверхность каждой половины головки. Такая конструкция нижней головки позволяет быстро ее заменять в случае выхода из строя и дает возможность регулировать высоту камеры сжатия цилиндра двигателя путем изменения толщины компрессионной прокладки 7 между пяткой шатуна и верхней частью головки. Для центровки нижней головки со стержнем шатуна на верхней ее части предусмотрен выступ 11.

Обе половины мотылевого подшипника стягиваются двумя шатунными болтами 8, которые имеют по два посадочных пояска, крепятся с помощью корончатых гаек и шплинтуются. Набор прокладок 10 в разъеме подшипника необходим для регулирования масляного зазора между мотылевой шейкой коленчатого вала и антифрикционной заливкой. Прокладки фиксируются в разъеме шпильками и винтами.

Коленчатый вал — одна из наиболее ответственных, сложных в изготовлении и дорогостоящих деталей двигателя. Коленчатый вал при работе испытывает значительные нагрузки, поэтому для его изготовления применяют качественные углеродистые и легированные стали, а также модифицированный и легированный чугуны. Ввиду сложности конструкции изготовление коленчатого вала связано с выполнением трудоемких и сложных процессов, а его стоимость, включая материал, ковку и механическую обработку, составляет иногда более 10% стоимости всего двигателя.

Коленчатые валы быстроходных двигателей малой и средней мощности изготовляют цельноковаными или цельноштампованными, валы двигателей средней и большой мощности — составными из двух и более частей, соединенных фланцами. При большом диаметре шеек валы изготовляют с составными кривошипами.

В зависимости от конструкции и числа цилиндров двигателя коленчатый вал может иметь разное число колен (кривошипов): в однорядных двигателях — равное числу цилиндров, а в двухрядных (V-образных)— равное половине числа цилиндров. Колена вала развертывают по отношению друг к другу на определенный угол, величина которого зависит от числа цилиндров и порядка их работы (порядка вспышки у двигателей с числом цилиндров четыре, шесть и более).

Основными элементами коленчатого вала (рис. 46, а) являются: мотылевые (или шатунные) шейки 2, рамовые (или коренные) шейки I и щеки 3, соединяющие шейки между собой.

Иногда для уравновешивания центробежных сил колена к щекам 1 крепят противовес 2 (рис. 46,6). Мотылевые шейки охватываются подшипником нижней головки шатуна, а рамовые шейки лежат в рамовых подшипниках, размещенных в фундаментной раме или картере двигателя и являющихся опорами коленчатого вала. Смазка шеек осуществляется следующим образом. К рамовым шейкам масло подается под давлением через сверления в крышке и в верхнем вкладыше рамового подшипника, затем через сверления в щеке (рис. 46, в) подводится к мотылевой шейке. В пустотелых коленчатых валах быстроходных двигателей масло поступает в полость вала и попадает на рабочие поверхности шеек через полости и радиальные отверстия, выполненные в них.


Рис. 46. Коленчатый вал двигателя.

Рамовые подшипники воспринимают все нагрузки, передающиеся на коленчатый вал. Каждый рамовый подшипник состоит из двух половин: корпуса, отлитого заодно с рамой, и крышки, закрепленной на корпусе болтами. Внутри подшипника закрепляется стальной вкладыш, состоящий из двух взаимозаменяемых половин (верхней и нижней), залитых по рабочей поверхности антифрикционным сплавом — баббитом. Длина вкладыша выбирается обычно меньше длины рамовой шейки вала. Один из рамовых подшипников (первый от передачи вращения распределительному валу) выполняется как установочный (рис. 47).


Рис. 47. Установочный рамовый подшипник коленчатого вала.

Длина вкладыша 7 установочного подшипника равна длине шейки вала; он имеет антифрикционную заливку 1 не только внутри, но и с торцевой поверхности. В свою очередь рамовая шейка вала в месте посадки этого подшипника имеет выступающие кольцевые бурты. Таким образом, установочный подшипник обеспечивает вполне определенное положение коленчатого вала относительно фундаментной рамы. Вкладыш 7 подшипника стопорится от проворачивания и осевого перемещения вставкой 5, расположенной между крышкой 3 подшипника и верхней половиной вкладыша. Плоскость разъема вкладыша совпадает с плоскостью, проходящей через ось вала, которая находится ниже плоскости соединения рамы со станиной двигателя. В плоскости разъема устанавливают на двух контрольных штифтах прокладки 6, предназначенные для регулирования масляного зазора между вкладышем и шейкой вала.

Крышка 3 подшипника выполняется стальной литой. Она имеет в центре сквозное вертикальное отверстие для подвода смазки к шейке вала. В верхней половине вкладыша расположено такое же соосное отверстие, из которого масло попадает в кольцевую масляную канавку 4 на поверхность антифрикционной заливки, а затем — в масляный холодильник 2.

На кормовом конце коленчатого вала обычно крепится маховик, предназначенный для уменьшения и выравнивания угловой скорости вращения вала. Кроме того, инерция маховика облегчает переход шатуна с поршнем через мертвые точки. Размер и вес маховика находятся в обратной зависимости от числа цилиндров двигателя: чем больше число цилиндров, тем меньше должен быть вес Маховика. Нередко маховик, в частности его диск, используют для соединения с гребным валом, валом редуктора или валом электрогенератора при помощи эластичной муфты.

www.stroitelstvo-new.ru

10) Назначение кшм. Блок и головка цилиндров.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение (например, во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания), и наоборот. Детали КШМ делят на две группы, это подвижные и неподвижные детали:

подвижные: поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый вал с подшипниками, маховик.

неподвижные: блок цилиндров (является базовой деталью двигателя внутреннего сгорания)и представляет собой общую отливку с картером, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, нижний картер (поддон), гильзы цилиндров, крышки блока, крепежные детали, прокладки крышек блока, кронштейны, полукольца коленчатого вала.

Кривошипно-шатунный механизм используется в двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах,поршневых насосах.

Блок цилиндров — основная деталь 2-х и более цилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания. Является цельнолитой деталью, объединяющей собой цилиндры двигателя. Отливается как правило — из чугуна, реже — алюминия. На блоке цилиндров имеются опорные поверхности для установки коленчатого вала, к верхней части блока, как правило, крепится головка блока цилиндров, нижняя часть является частью картера. Таким образом, блок цилиндров является основой двигателя, на которую навешиваются остальные детали.

11) Поршневая группа и шатуны. Классификация кшм.

Детали шатунно-поршневой группы:  компрессионные кольца; маслосъемное кольцо; поршень; поршневой палец; стопорное кольцо; шатун; болт; тонкостенные вкладыши; крышка нижней головки шатуна; гайка; шплинт; выступ вкладыша.

Верхняя часть поршня, называемая головкой, снизу усилена ребрами. По окружности головки проточены канавки для установки поршневых колец. Направляющая часть (юбка) поршня снабжена приливами (бобышками) с отверстиями, в которые устанавливают поршневой палец.  Поршни отливают из алюминиевого сплава, обладающего малой плотностью и хорошей теплопроводностью. В поршни двигателя ЗИЛ-130 заделывают чугунную вставку, в которой протачивают канавку для верхнего кольца, что повышает долговечность поршня.  У некоторых двигателей Вт верхней части головки поршня протачивают узкую канавку, уменьшающую передачу теплоты к верхнему кольцу.  Чтобы нагревающийся поршень мог расширяться в цилиндре, не заедая, его устанавливают с зазором. Зазор между поршнем и зеркалом цилиндра уплотняют поршневые кольца. Юбку выполняют в виде эллипса, большая ось которого расположена перпендикулярно оси поршневого пальца. Такая форма юбки предотвращает стук при холодном двигателей заедание за счет округления юбки при нагреве. С той же целью юбке поршней часто придают форму усеченного конуса с меньшим диаметром верхнего основания и делают на ней косые или Т-образные прорези.   В выемки юбок поршней изучаемых двигателей проходят противовесы коленчатого вала.  Поверхность юбки поршней изучаемых двигателей покрывают слоем олова, что улучшает приработку и уменьшает износ.  Для правильной сборки поршня с шатуном на днищах поршней двигателей ЗИЛ-130 и АЗЛК-412 выбита стрелка, а на бобышках поршней двигателей 3M3-53 и ЗМЗ-24 выполнены надписи «Вперед» и «Назад»

Классификация

КШМ по расположению: однорядный, двухрядный.

По перемещению поршней в цилиндрах: с горизонтальным перемещением, с вертикальным, с перемещением под углом

studfile.net

Тест на знание КШМ

             

Дополните

1. KШM ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ШАТУНА ВО_____ ДВИЖЕНИЕ ВАЛА.

2. ШАТУН СОЧЛЕНЕН С ПОРШНЕМ ПРИ ПОМОЩИ ПОРШНЕВОГО ______.

Выберите номера всех правильных ответов

3. МАТЕРИАЛ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОЛОВОК БЛОКА ЦИЛИНДРОВ:

1) серый чугун;

2) углеродистая сталь;

3) легированная сталь;

4) алюминиевый сплав.

5) высокопрочная легированная сталь.

МАТЕРИАЛ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАТУНОВ

6) серый чугун;

7) углеродистая сталь;

8) легированная сталь;

9) алюминиевый сплав;

10) высокопрочная легированная сталь.

4. ДЕЗАКСАЖ:

1) уплотнение камеры сгорания;

2) ограничение частоты вращения;

3) смещение оси поршневого пальца относительно оси цилиндра

С ЦЕЛЬЮ ИСКЛЮЧЕНИЯ

4) разноса двигателя;

5) прорыва газов в картер;

6) стука поршня о стенку цилиндра.

5. ГИЛЬЗА ЦИЛИНДРА МОКРОГО ТИПА, ТАК КАК ОНА:

1) контактирует с топливом;

2) омывается горячими газами;

3) смазывается моторным маслом;

4) запрессовывается в блок со смазкой;

5) омывается охлаждающей жидкостью.

6. БАЗОВОЙ ДЕТАЛЬЮ КШМ И ВСЕГО ДВИГАТЕЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ:

1) шатун;

2) маховик;

3) головка блока;

4) коленчатый вал;

5) блок цилиндров.

7. ПОДВИЖНЫЕ ДЕТАЛИ КШМ:

1) шатун;

2) маховик;

3) клапаны;

4) поршень;

5) головка блока;

6) поддон картера;

7) блок цилиндров;

8) коленчатый вал;

9) поршневой палец;

10) пружины клапанов;

11) поршневые кольца;

12) прокладка головки блока.


8. НЕПОДВИЖНЫЕ ДЕТАЛИ КШМ:

1) шатун;

2) маховик;

3) клапаны;

4) поршень;

5) головка блока;

6) поддон картера;

7) блок цилиндров;

8) коленчатый вал;

9) поршневой палец;

10) пружины клапанов;

11) поршневые кольца;

12) прокладка головки блока.

9. ПРОРЕЗИ НА ЮБКЕ ПОРШНЯ ДЛЯ:

1) снижения нагрева;

2) уменьшения массы поршня;

3) увеличения прочности поршня;

4) компенсации теплового расширения;

5) отвода масла со стенок цилиндра.

10. МАССЫ РАЗЛИЧНЫХ ПОРШНЕЙ ДВИГАТЕЛЯ НЕ ДОЛЖНЫ ОТЛИЧАТЬСЯ БОЛЕЕ ЧЕМ НА:

1) 1-2 г;

2) 2-8 г;

3) 10-15 г;

4) 20-30 г.

11. ЗАМКИ ТРЕХ КОМПРЕССИОННЫХ КОЛЕЦ РАСПОЛАГАЮТ ПОД УГЛОМ ДРУГ К ДРУГУ:

1) 45°;

2) 90°;

3) 100°;

4) 120°;

5) 180°;

6) 270°.

12. СПОСОБЫ УПЛОТНЕНИЯ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА

1) прокладкой головки блока;

2) асбестовым шнуром;

3) резиновыми кольцами;

4) самоподжимным сальником;

5) медным кольцом.

13. МАТЕРИАЛ АНТИФРИКЦИОННОГО СПЛАВА ВКЛАДЫШЕЙ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА:

1) сталь;

2) медь;

3) свинцовистая бронза;

4) оловянистый алюминиевый сплав.

Установите соответствие


14. НОМЕРА ПОЗИЦИИ И НАЗВАНИЯ ЭЛЕМЕНТА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА (РИС. 2.1):

№ ПОЗИЦИИ

a) 1;
b) 2;
c)  3
d) 4
е) 5.

НАЗВАНИЕ

I. Щека;

II. Носок;

III. Хвостовик;

IV. Шатунная шейка;

V. Коренная шейка.

 


Рис. 2.1. Коленчатый вал

Выберите номера всех правильных ответов

15. ОТВЕРСТИЯ В КОЛЕНЧАТОМ ВАЛУ ВЫПОЛНЯЮТСЯ ДЛЯ ПОДАЧИ К ШАТУННЫМ ПОДШИПНИКАМ:

1) масла;

2) воздуха;

3) охладителя;

4) горючей смеси;

5) картерных газов;

6) сжиженного газа.

16. КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ ФИКСИРУЕТСЯ ОТ ОСЕВОГО СМЕЩЕНИЯ:

1) стопорной шайбой;

2) упорными кольцами;

3) упорными вкладышами;

4) упорными шарикоподшипниками

СО СТОРОНЫ

5) центральной части;

6) носка или хвостовика.

17. МАТЕРИАЛ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ:

1) сталь;

2) чугун;

3) титан;

4) алюминиевый сплав.


18. ТЕМПЕРАТУРА («с) НАГРЕВА ПОРШНЯ В МАСЛЕ ПРИ ЕГО СБОРКЕ С ПАЛЬЦЕМ:

1) 45-50;

2) 80-100;

3) 120-150;

4) 180-200.


19. МАСЛОСЪЕМНОЕ КОЛЬЦО СЛУЖИТ ДЛЯ:

1) упрочения поршня;

2) снижения детонации;

3)уплотнения цилиндра;

4) уменьшения массы поршня;

5) снятия излишка масла со стенок;

6) уменьшения расхода масла на угар.

Установите соответствие

20. НОМЕРА ПОЗИЦИИ И НАЗВАНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПОРШНЯ (РИС. 2.2):

№ ПОЗИЦИИ

a) 1;

b) 2;

с ) 3

d) 4.

НАЗВАНИЕ

I. Юбка;

II. Днище;

III. Головка;

IV. Уплотняющий пояс.


21. КОЛЕНЧАТЫЕ ВАЛЫ ИЗГОТАВЛИВАЮТ ИЗ:

1) серого чугуна;

2) легированной стали;

3) низкоуглеродистой стали;

4) среднеуглеродистой стали;

5) модифицированного чугуна

МЕТОДОМ:

6) литья;

7)сварки;

8) штамповки.

22. ШЕЙКИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА:

1) шлифуют;

2) полируют;

3) азотируют;

4) хромируют;

5) цементируют;

6) закаливают ТВЧ;

7) подвергают отпуску

С ЦЕЛЬЮ:

8) придания товарного вида;

9) повышения жесткости вала; 10) повышения износостойкости.

23. ФОРМА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ

1) числом цилиндров

2) тактностью двигателя

3) способом воспламенения

4) материалом изготовления

5) расположением цилиндров

6) способом смесеобразования

7) порядком работы цилиндров

8) максимальной мощностью двигателя

           
ОТВЕТЫ

axela-mazda.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *