Кривошипно-шатунный механизм ДВС

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) представляет собой важный механизм автомобильного двигателя, который преобразовывает поступательные движения поршневой системы во вращательное движение коленчатого вала двигателя, от которого, в свою очередь, это движение передается на колеса автомобиля, что и приводит машину в движение.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма

Под давлением газов, которые образуются в цилиндрах двигателя при сгорании топливно-воздушной смеси, поршень совершает поступательное движение по направлению к коленчатому валу.

Важные детали механизма, а именно: поршень, шатун и вал помогают преобразовывать движения поступательного характера в движения вращательного, что в свою очередь запускает вращение колес автомобиля.

«Cshaft». Под лицензией Public domain с сайта Викисклада - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cshaft.gif#mediaviewer/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Cshaft.gif

В обратном порядке взаимодействие вала и поршня выглядит следующим образом: вал при вращательном движении через детали механизма – вал, шатун и поршень, преобразовывает энергию в поступательное поршневое движение.

By A. Schierwagen using OpenOffice Draw [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

Как устроен кривошипно-шатунный механизм

Механизм состоит из деталей, как подвижных, так и неподвижных.

Детали подвижного типа:

• поршень;
• маслосъемное кольцо (1);
• компрессионные кольца (2);
• поршневой палец (3);
• стопорное кольцо (4);
• шатун;
• крышка шатуна (5);
• крепежный болт (6);
• вкладыши (7);
• втулка (8);
• коленчатый вал;
• шатунная шейка (9);
• противовес (10);
• коренная шейка (11);
• маховик

Детали неподвижного типа:

Поршень с кольцами и пальцем

Поршень – это небольшая цилиндрическая деталь, изготовленная из алюминиевого сплава. Его основным назначением является преобразование давления выделяемых газов в поступательное движение, передаваемое в шатун. Возвратно-поступательное движение обеспечивается за счет гильзы.

Поршень состоит из юбки, головки и дна (днища). Дно может иметь разную форму (выпуклую, вогнутую или плоскую), в нем содержится камера сгорания. На головке расположены небольшие канавки для поршневых колец (маслосъемных и компрессионных).

Кольца компрессионного типа предотвращают возможное попадание газов в двигательный картер, а кольца малосъемного типа предназначены для удаления лишнего масла со стенок цилиндра.

Юбка оснащена специальными бобышками с отверстиями, для установления поршневого пальца, соединяющий поршень и шатун.

Шатун – еще одна деталь КШМ, которая изготавливается из стали методом штамповки или ковки, оснащенная шарнирными соединениями. Шатун предназначен для передачи энергии движения от поршня к валу.

Шатун складывается из верхней, разборной нижней головки и стержня. Верхняя головка соединяется с поршневым пальцем. Нижнюю разборную головку можно соединять с шейкой вала с помощью крышек (шатунных).

К любому кривошипу (колено) крепится шатун поршня. Зачастую кривошип располагается от оси шеек в определенном радиусе, что определяет ход поршня. Именно эта деталь дала название кривошипно-шатунному механизму.

Еще одна подвижная деталь механизма сложной конфигурации, изготовленная из чугуна или стали. Основным назначением вала является преобразование поступательного поршневого движения поршня во вращательный момент.

Коленчатый вал складывается из шеек (коренных, шатунных), щек (соединяющих шейки) и противовесов. Щеки создают равновесие при работе всего механизма. Внутри шейки и щеки оснащены небольшими отверстиями, через которые под давлением происходит подача масла.

Маховик, как правило, установлен на конце вала. Изготавливается из чугуна. Маховик предназначен для повышения равномерного вращения вала для запуска двигателя с помощью стартера.

В настоящее время чаще применяются маховики двухмассового типа – два диска, которые достаточно плотно соединены между собой.

Это неподвижная деталь КШМ, которая изготавливается из чугуна или алюминия. Блок предназначен для направления поршней, именно в них осуществляется весь рабочий процесс.

Блок цилиндров может быть оснащен рубашками охлаждения, постелями для подшипников (распределительного и коленчатого вала), точкой крепления.

Эта деталь оснащена камерой сгорания, каналами (впускными и выпускными), отверстиями для свечей зажигания, втулками и седлами. Головка цилиндров изготавливается из алюминия.

Как и блок, головка также имеет рубашку охлаждения, которая соединяется с рубашкой цилиндра. А вот герметичность этого соединения обеспечивается специальная прокладка.

Закрывается головка небольшой штампованной крышкой, при этом между ними устанавливается резиновая прокладка, устойчивая к воздействию масел.

Поршень, гильза цилиндров и шатун образуют то, что автомобилисты обычно называют цилиндр. Двигатель может иметь от одного до 16, а иногда и больше цилиндров. Чем больше цилиндров, тем больше общий рабочий объем двигателя и, соответственно, тем больше его мощность. Но нужно понимать, что при этом одновременно с мощностью растет и расход топлива. Цилиндры в двигателе могут располагаться по различным компоновочным схемам:

• рядная (оси всех цилиндров располагаются в одной плоскости)
• V-образная компоновка (оси цилиндров располагаются под углом 60 или 120 градусов в двух плоскостях)
• оппозитная компоновка (оси цилиндров располагаются под углом 180 градусов)
• VR-компоновка (аналогично V-образной, но плоскости располагаются под небольшим углом относительно друг друга)
• W-образная компоновка представляет собой совмещение на одном коленчатом валу двух VR-компоновок, расположенных V-образно со смещением относительно вертикали

От компоновочной схемы зависит балансировка двигателя, а так же его размер. Наилучшей балансировкой обладает оппозитный двигатель, однако он редко используется на автомобилях из-за конструктивных особенностей.

Так же отличным балансом обладает рядный шестицилиндровый двигатель, но его применение на современных автомобилях практически невозможно из-за его громоздкости. Наибольшее распространение получили V-образные и W-образные двигатели из-за наилучшего сочетания динамических характеристик и конструктивных особенностей.

Источники: http://www.auto-infosite.ru/articles_krivoshipno_shatunnyj_mexanizm.html

Кривошипно-шатунным называется такой механизм, который осуществляет рабочий процесс силового агрегата. Главное предназначение кривошипно-шатунного механизма – преобразование возвратно-поступательного перемещения всех поршней во вращательное движение коленвала.

Кривошипно-шатунный механизм определяет тип силового агрегата по рас­по­ло­же­нию цилиндров. В автомобильных двигателях ( см. устройство двигателя автомобиля ) ис­поль­зу­ют­ся различные варианты кривошипно-шатунных механизмов:

• Однорядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней может быть вертикальным либо под углом. Используются в рядных двигателях;
• Двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней только под углом. Используются в V-образных двигателях;
• Одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы. Перемещение поршней горизонтальное. Применяются в случае, если габаритные размеры мотора по высоте ограничены.

Составляющие кривошипно-шатунного механизма подразделяются на

• Подвижные – поршни, пальцы и поршневые кольца, маховик и коленчатый вал, шатуны;
• Неподвижные – цилиндры, головка блока цилиндров (ГБЦ), блок цилиндров, картер, прокладка ГБЦ и поддон.

Кроме этого к кривошипно-шатунному механизму относятся разнообразные кре­пеж­ные элементы, а также шатунные и крепежные подшипники.

При рассмотрении устройства КШМ необходимо выделить основные элементы его конструкции: коленвал, коренная шейка, шатунная шейка, шатуны, вкладыши, поршневые кольца (маслосъемные и компрессионные), пальцы и поршни ( см. работа поршня ).

Сложная конструкция вала обеспечивает получение и передачу энергии от поршня с шатуном на последующие узлы и агрегаты. Сам вал собран из элементов, называемых коленами. Колена соединены цилиндрами, расположенными со смещением относительно основной центральной оси в определенном порядке. На техническом языке название этих цилиндров — шейки. Те шейки, что смещены, крепятся к шатунам, соответственно и название — шатунные. Шейки, расположенные вдоль основной оси — коренные. За счет расположения шатунных шеек со смещением относительно центральной оси образуется рычаг. Поршень, опускаясь вниз, через шатун заставляет проворачиваться коленчатый вал.

Варианты конструкций вала представлены на следующем рисунке.

В зависимости от числа цилиндров, а также конструктивных решений ДВС по рас­по­ло­же­нию цилиндров бывает однорядный или двухрядный.

В первом случае (1) цилиндры расположены в одной плоскости относительно коленчатого вала. Если конкретнее, то все они на двигателе расположены вертикально, по центральной оси, а сам вал находится внизу. В двухрядном двигателе (поз. 2 и 3), цилиндры размещены в два ряда под углом друг к другу 60, 90 или 180°, то есть противоположно друг к другу. Возникает вопрос: «А зачем?». Обратимся к физике. Энергия от сгорания рабочей смеси очень большая и значительная доля ее погашения приходится на коренные шейки коленчатого вала, которые хоть и железные, но имеют определенный запас прочности и ресурса. В четырехцилиндровом двигателе автомобиля этот вопрос решается просто: 4 цилиндра — 4 такта рабочего цикла по очереди. В итоге нагрузка на коленвал равномерно распределяется на всех участках. В тех ДВС, где цилиндров больше, или требуется большая мощность, их размещают в «V»-образном виде, дополнительно смягчая нагрузку на коленчатый вал. Таким образом, энергия гасится не вертикально, а под углом, что зна­чи­тель­но смягчает нагрузку на коленчатый вал.

После краткого рассмотрения устройства КШМ необходимо также уделить внимание коленчатому валу. Говоря о нагрузке на коленчатый вал, стоит остановиться на под­шип­ни­ках шеек коленвала. Рассмотрим соединение шатуна с коленчатым валом двигателя.

Те перегрузки, что испытывает вал, не под силу шариковым подшипникам. Здесь и огромное давление, высокая температура, труднодоступность смазки трущихся элементов и высокая скорость вращения. Поэтому именно для шеек применяются подшипники сколь­же­ния, которые обеспечивают работу всего двигателя. Вращение коленчатого вала происходит на вкладышах. Вкладыши делятся на коренные и шатунные. Из коренных вкладышей образуется кольцо вокруг коренных шеек вала. Из шатунных вкладышей по аналогии - вокруг шатунных шеек. Для уменьшения трения скользящие поверхности подшипников и шеек смазываются маслом, подаваемым через отверстия в коленвале под высоким дав­ле­ни­ем.

Значительную работу по обеспечению равномерности и плавности работы двигателя автомобиля выполняет маховик, о котором упоминалось ранее. Это зубчатое колесо на конце вала сглаживает перебои во вращении коленвала и обеспечивает совершение всех «холостых» тактов рабочего цикла каждого цилиндра ДВС.

Теперь обратимся к конструкции поршня двигателя.

Сам поршень представляет собой перевернутую вверх дном банку. Это самое дно имеет плавно вогнутую форму, что улучшает равномерность нагрузки на поршень при совершении рабочего хода и образование рабочей смеси. Поршень крепится к шатуну через палец с подшипником, обеспечивающим колебательные движения шатуна. Стенки поршня носят название «юбка». Она имеет, на первый взгляд, округлую форму, но есть едва заметные отличия.

Первое — это утолщение стенок юбки в направлениях движения шатуна. Поршень с шатуном через палец крепления давят поочередно друг на друга в одной плоскости. В той, которой собственно и двигается шатун относительно поршня. Следовательно, стенки поршня испытывают там большую нагрузку и давление, поэтому и сделаны толще.

Второе — это сужение диаметра юбки к низу. Сделано это для недопущения заклинивания поршня в цилиндре при нагреве и обеспечения смазки трущихся поверхностей юбки поршня и стенки цилиндра. Сами стенки цилиндра настолько гладко и ювелирно выполнены, что сравнимы с поверхностью зеркала. Но тогда остается зазор, который существенно влияет на герметичность цилиндра при такте сжатия и рабочего хода.

Для решения этих противоположных по смыслу проблем, на юбке поршня пре­дус­мот­ре­ны кольца. Именно через них сам поршень соприкасается со стенками цилиндра. На каждом поршне имеется два типа колец — компрессионные и маслосъемные. Комп­рес­си­он­ные кольца обеспечивают герметичность за счет давления сгораемых газов.

Маслосъемные кольца говорят сами за себя. Остатков масла, поступающего для смягчения трения в связке поршень-цилиндр, не должно оставаться при процессе горения топливно-воздушной смеси. Иначе возможна детонация, засорение свечей или форсунок остатками тяжелых фракций нефтяных продуктов, присутствующих в масле. А все это нарушает весь рабочий цикл. Поэтому масло, впрыскиваемое на стенки цилиндра при «холостых» тактах, снимается маслосъемными кольцами при рабочем ходе поршня.

Все цилиндры двигателя размещены в едином корпусе, который называется блоком цилиндров двигателя. Его конструкция довольно сложна. В нем многочисленное количество каналов для всех систем двигателя, а также он выполняет несущую основу для многих деталей и компонентов для силовой установки в целом.

Рассмотрим схему работы КШМ.

Поршень располагается на максимально удаленном расстоянии от коленчатого вала. Шатун и кривошип выстроены в одной линии. В тот момент, когда в цилиндр проникает горючее, происходит процесс возгорания. Продукты горения, в частности, расширяющие газы, способствуют перемещению поршня к коленчатому валу. Одновременно с этим перемещается также и шатун, нижняя головка которого проворачивает коленчатый вал на 180°. Затем шатун и его нижняя головка перемещаются и проворачиваются обратно, занимая исходную позицию. Поршень тоже возвращается в свое первоначальное положение. Такой процесс происходит в круговой последовательности.

По описанию работы КШМ видно, что кривошипно-шатунный механизм является главным механизмом мотора, от работы которого полностью зависит исправность транс­порт­но­го средства. Таким образом, этот узел необходимо постоянно контролировать, и при любом подозрении на неисправность, следует вмешиваться и устранять ее незамедлительно, так как результатом различных поломок кривошипно-шатунного механизма может ока­зать­ся полная поломка силового агрегата, ремонт которого очень дорогостоящий.

К основным признакам неисправности КШМ относятся следующие:

• Падение мощностных показателей двигателя;
• Появление посторонних шумов и стуков;
• Увеличенный расход масла;
• Возникновение дыма в отработанных газах;
• Перерасход топлива.

Шумы и стуки в моторе возникают из-за износа его главных составляющих и возникновение между сопряженными составляющими увеличенного зазора. При износе цилиндра и поршня, а также при возникновении большего зазора между ними появляется металлический стук, который удается отчетливо услышать при работе холодного мотора. Резкий и звонкий металлический стук при любых режимах работы мотора говорит об увеличенном зазоре между втулкой, верхней головки шатуна и поршневым пальцем. Усиление стука и шума при быстром увеличении числа оборотов коленвала свидетельствует об износе вкладышей шатунных или коренных подшипников, причем более глухой стук говорит об износе вкладышей коренных подшипников. Если износ вкладышей достаточно большой, то, вероятнее всего, давление масла резко понизится. В таком случае экс­плу­а­ти­ро­вать мотор не рекомендуется.

Падение мощности мотора возникает при износе цилиндров и поршней, износе или залегании в канавах поршневых колец, некачественной затяжке головки цилиндров. Подобные неисправности способствуют падению компрессии в цилиндре. Чтобы проверить компрессию, существует специальный прибор – компрессометр, измерения необходимо выполнять на теплом моторе. Для этого необходимо выкрутить все свечи, после чего установить наконечник компрессометра на место одной из них. При абсолютно открытом дросселе проворачивают мотор стартером в течение трех секунд. Подобным методом последовательно выполняют проверку всех остальных цилиндров. Значение компрессии должно быть в рамках, указанных в технических характеристиках мотора. Разница компрессии между цилиндрами не должна быть не выше 1 кг/см2.

Увеличенное потребление масла, перерасход топлива, образование дыма в отработанных газах обычно происходит при износе цилиндров и колец или при залегании поршневых колец. Вопрос с залеганием кольца можно решить без разборки мотора, залив в цилиндр через специальные отверстия для свечи соответствующую жидкость.

Отложение нагара на камерах сгорания и днищах поршней уменьшает теп­ло­про­вод­ность, что способствует перегреву мотора, повышению топливного расхода и падению мощности.

Трещины на стенках рубашки охлаждения блока, а также головки блока цилиндров могут образоваться в связи с замерзанием охлаждающей жидкости, в результате перегрева мотора, в результате заполнения охлаждающей системы ( см. система охлаждения двигателя ) горячего мотора холодной охлаждающей жидкостью. Трещины на блоке цилиндров могут пропускать охлаждающую жидкость в цилиндры. В связи с этим выхлопные газы приобретают белый цвет.

Выше рассмотрены основные неисправности КШМ.

Чтобы предотвратить пропуск охлаждающей жидкости и газов через прокладку головки цилиндров, следует периодически контролировать крепление головки ключом со специальной динамометрической рукояткой с определенной последовательностью и усилием. Положение затяжки и последовательность затягивания гаек обозначают ав­то­мо­биль­ные заводы.

Головку цилиндров из чугуна прикрепляют, когда мотор находится в нагретом положении, алюминиевую голову, наоборот, на холодный двигатель. Необходимость затягивания крепления алюминиевых головок в холодном состоянии объясняется разным коэффициентом линейного расширения материала шпилек и болтов и материала головки. В связи с этим подтягивание гаек на сильно разогретом моторе не обеспечивает после остывания мотора должной плотности прилегания к блоку головки цилиндров.

Затяжку болтов прикрепления поддона картера для предотвращения деформации картера, нарушения при герметичности также проверяют с соблюдением пос­ле­до­ва­тель­нос­ти, то есть поочередным затягиванием диаметрально противоположных болтов.

Проверка состояния кривошипно-шатунного механизма

Техническое состояние кривошипно-шатунных механизмов определяется:

• По компрессии (изменению давления) в цилиндрах мотора в конце хода сжатия;
• По расходу масла в процессе эксплуатации и уменьшению давления в системе смазки двигателя;
• По разрежению в трубопроводе впуска;
• По утечке газов из цилиндров;
• По объему газов, проникающих в картер мотора;
• По наличию стуков в моторе.

Расход масла в малоизношенном моторе незначителен и может равняться 0,1-0,25 литра на 100 км пути. При общем значительном износе мотора расход масла может составлять 1 литр на 100 км и больше, что, как правило, сопровождается обильным дымом.

Давление в масляной системе мотора должно соответствовать пределам, ус­та­нов­лен­ным для данного типа мотора и используемого сорта масла. Уменьшение давления масла на незначительных оборотах коленвала прогретого силового агрегата указывает на неисправность в смазочной системе или на присутствие недопустимых износов под­шип­ни­ков мотора. Падение масляного давления по манометру до 0 говорит о не­исп­рав­нос­ти редукционного клапана или манометра.

Компрессия является показателем герметичности цилиндров мотора и ха­рак­те­ри­зу­ет состояние клапанов, цилиндров и поршней. Герметичность цилиндров можно установить с помощью компрессометра. Изменение давления (компрессию) проверяют после пред­ва­ри­тель­но­го разогрева мотора до 80°C при выкрученных свечах. Установив наконечник компрессометра в отверстия для свечей, проворачивают стартером коленвал мотора на 10 – 14 оборотов и фиксируют показания компрессометра. Проверка выполняется по 3 раза для каждого цилиндра. Если показания компрессии на 30 – 40% ниже установленной нормы, это говорит о неисправностях (пригорание поршневых колец или их поломка, повреждение прокладки головки цилиндров или негерметичность клапанов).

Разрежение в трубопроводе впуска мотора измеряют вакуумметром. Значение разрежения у работающего на установившемся режиме моторов может меняться от изношенности цилиндро–поршневой группы, а также от состояния элементов га­зо­расп­ре­де­ле­ния ( см. газораспределительный механизм ), регулировки карбюратора ( см. устройство карбюратора ) и установки зажигания. Таким образом, такой метод проверки является об­щим и не дает возможности выделить конкретную неисправность по одному показателю.

Объем газов, проникающих в картер мотора, изменяется из–за неплотности сопряжений цилиндр + поршень + поршневое кольцо, увеличивающейся по степени изнашивания данных деталей. Количество проникающих газов измеряют при полной нагрузке мотора.

Обслуживание КШМ заключается в постоянном контроле креплений и подтягивании ослабевших гаек и болтов картера, а также головки блока цилиндров. Болты крепления головки блока и гайки шпилек следует подтягивать на разогретом моторе в определенной последовательности.

Двигатель следует содержать в чистоте, каждый день протирать или промывать кисточкой, смоченной в керосине, после этого протирать сухой ветошью. Необходимо помнить, что грязь, пропитанная маслом и бензином, представляет серьезную опасность для возгорания при наличии каких–либо неисправностей в системе зажигания двигателя и системе питания двигателя, также способствует образованию коррозии.

Периодически нужно снимать головку блока цилиндров и удалять весь нагар, об­ра­зо­вав­ший­ся в камерах сгорания.

Нагар плохо проводит тепло. При определенной величине слоя нагара на клапанах и поршнях отвод тепла в охлаждающую жидкость резко ухудшается, происходит перегрев мотора и уменьшение его мощностных показателей. В связи с этим, возникает потребность в более частом включении низких передач и потребность в топливе возрастает. Интенсивность формирования нагара полностью зависит от вида и качества используемого для мотора масла и топлива. Самое интенсивное нагарообразование выполняется при использовании низкооктанового бензина с достаточно высокой температурой конца выкипания. Стуки, возникающие в таком случае при работе двигателя, имеют детонационный характер и в конечном итоге приводят к уменьшению срока работоспособности двигателя.

Нагар необходимо удалять с камер сгорания, со стержней и головок клапанов, из впускных каналов блока цилиндров, с днищ поршней. Нагар рекомендуется удалять с по­мощью проволочных щеток или металлических скребков. Предварительно нагар раз­мяг­ча­ет­ся керосином.

При последующей сборке мотора прокладку головки блока необходимо ус­та­нав­ли­вать таким образом, чтобы сторона прокладки, на которой наблюдается сплошная окантовка перемычек между краешками отверстий для камер сгорания, была направлена в сторону головки блока.

Стоит учесть, что во время движения машины за городом в течении 60–ти минут со скоростью 65–80 км/ч происходит выжигание (очистка) цилиндров от нагара.

При должном регулярном обслуживании КШМ его срок службы продлится на долгие годы.

Источники: http://avto-ustroistvo.ru/krivoshipno-shatunnyj-mekhanizm.php

Сайт про автомобили и безопасное вождение для чайников и финты для асов

Доброго времени суток уважаемые посетители сайта Я-АВТОЛЮБИТЕЛЬ.

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение маховика. Кривошипно-шатунный механизм является самым загруженным механизмом двигателя внутреннего сгорания.

Состав кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) состоит из подвижных и неподвижных деталей. К подвижным деталям относятся: шатун, поршень с кольцами, поршневой палец, коленчатый вал двигателя, маховик. К неподвижным механизмам кривошипно-шатунного механизма относятся: блок-картер, поддон картера, головка цилиндров, крепежные детали, гильзы цилиндров, крышки блока, прокладки, полукольца коленчатого вала.

Блок-картер

1. Блок цилиндров;
2. Горизонтальная перегородка;
3. Картер;
4. Перегородки картера;
5. Отверстие для распределительного вала;
6. Вертикальная перегородка;
7. Камера штанг;

1. Шпилька;
2. Цилиндр;
3. Отверстие для гильзы цилиндра;
4. Картер;
5. Прилив;
6. Крышка коренного подшипника;
7. Уплотнительная прокладка

Поршневая группа

В поршневую группу входят: цилиндры, поршень, поршневой палец, кольца поршня. Цилиндры многих двигателей съемные. Отдельно изготовленный цилиндр называют гильзой, двигатель со съемными цилиндрами называют гильзованным, может быть и отливка без применения гильз, так называемые негильзованные двигатели. Применение съемных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера, за счет замены изношенных гильз новыми. Материалом для изготовления гильз чаще всего является легированный чугун. Внутренняя сторона гильзы называется зеркалом, зеркало гильзы обрабатывается и закаляется, задиры или царапины на зеркале гильз недопустимы. Гильзы охлаждаемые жидкостью называют мокрыми. Снаружи у гильзы выполнены два посадочных пояска 2 и 3 рисунок 3 для более плотной установки в блоке. Между нижним пояском гильзы и блоком цилиндра устанавливаются резиновые уплотнения 4, предотвращающие протекание охлаждающей жидкости из водяной рубашки в поддон картера. На цилиндрах двигателей с воздушной системой охлаждения снаружи цилиндра выполнены охлаждающие ребра. В нижней части цилиндра также имеется буртик для посадки цилиндра на картер. Между буртиком и картером устанавливается медное кольцо для уплотнения. Каждый цилиндр вместе с головкой закрепляется на картере при помощи специальных шпилек.

Поршни воспринимают усилие во время рабочего хода и передают его на шатуны через поршневой палец. Поршни обеспечивают протекание всех тактов двигателя внутреннего сгорания. Они подвержены воздействию высоких температур, давлений. Поршни движутся в цилиндре с очень высокой скоростью. Поршни должны отвечать многим требованиям: быть легкими, хорошо отводить тепло, обладать высокой износоустойчивостью. Материалом для изготовления поршней служат различные сплавы алюминия. Поршень имеет вид перевернутого стакана (рисунок 5). Поршень состоит из днища А, головки Б и юбки В. Днище поршня может быть выполнено гладким или иметь специальную выемку, зависящую от способа смесеобразования и расположения клапанов газораспределителного механизма. Такая форма поршня способствует лучшему смесеобразованию воздуха и топлива, а так же обеспечивает лучшее сгорание топлива.

А — Днище поршня;

Б — Головка поршня;

Е — Места для нанесения маркировки;

Ж — Метка направления установки поршня;

1. Масло сбрасывающая кромка;
2. Канавка для маслосъемного кольца;
3. Канавка для стопорного кольца;
4. Отверстие для подвода масла к поршневому пальцу;
5. Канавки для компрессионных колец;
6. Камера сгорания в поршне;
7. Прорези;
8. Стопорное кольцо.

На внешней стороне головки и юбки поршня проточены канавки для компрессионных и маслосъемных колец. Количество колец зависит от конструкции двигателя и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Менее двух колец, как правило не встречается, чем больше мощность двигателя тем больше колец устанавливается. На внутренней стороне юбки имеются два прилива – бобышки Г, внутрь которых устанавливается поршневой палец. В бобышках проточены канавки 3 для стопорных колец, предохраняющих палец от горизонтального перемещения. Холодильники Д, предназначены для скапливания масла, для охлаждения утолщаемой части поршня и предохраняющие его от заклинивания.

Поршневые кольца разделяются на компрессионные 1 и маслосъемные 2 (Рисунок 6). Компрессионные кольца предназначены для предотвращения прорыва газов из камеры сгорания во время рабочего хода в картер двигателя. Кольца изготавливаются из легированных марок стали. Наружный диаметр кольца больше внутреннего диаметра цилиндра, из-за чего кольцо плотно прилегает к стенкам цилиндра. Для того чтобы кольцо вошло внутрь цилиндра часть кольца вырезают, вследствие чего кольцо пружинит и прилегает плотно к поверхности цилиндра. Вырез в поршневом кольце называется замком. Для уменьшения утечки газов через замок колец их устанавливают напротив друг друга, если кольца 2 или под углом 120˚ в случае если колец три, если колец более трех замки устанавливают друг напротив друга. Более трех колец, как правило, устанавливают на дизельные двигатели, так как там давление газов выше. Верхнее компрессионное кольцо выполняют из хрома, так как он более тугоплавкий. В случае перегрева двигателя между кольцами и канавками образуются шлаковые отложения, вследствие чего кольца перестают свободно двигаться и пружинить в канавке. Данное явление получило название закоксовывание, при этом будет теряться мощность двигателя, повысится расход топлива и масла. Кроме закоксовывания колец возможно так же и их залегание, залегание поршневых колец происходит при длительном простое автомобиля. В случае если такой простой предстоит необходимо делать его консервацию . Маслосъемные кольца предназначены для снятия масла со стенок цилиндра, маслосъемные кольца препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. В отличии от компрессионных колец маслосъемные кольца имеют сквозные прорези. Внутри маслосъемного кольца устанавливается пружина. В случае износа маслосъемных колец повышенный расход масла неминуем.

Кривошипная группа

В кривошипную группу входят: коленчатый вал двигателя, шатуны, вкладыши, маховик. Шатуны (Рисунок ) соединяют поршни с коленчатым валом двигателя, и передают ему усилие от давления газов воспринимаемого поршнями. На шатун воздействуют давление силы инерции, поэтому они должны быть легкими и прочными одновременно. Шатун изготавливают из высокопрочной стали в виде стержня с двумя головками.

1. верхняя головка шатуна;
2. втулка верхней головки;
3. стержень шатуна;
4. нижняя головка шатуна;
5. вкладыш шатунного подшипника;
6. крышка нижней головки шатуна;
7. шплинт;
8. корончатая гайка;
9. фиксирующий усик вкладыша;
10. шатунный болт;

Стержень 3 двутаврового сечения, это увеличивает прочность шатуна. В верхнюю головку шатуна 1 запрессована бронзовая втулка 2. Нижняя головка шатуна 4 разъемная, крышка 6 снимается, верхняя крышка 4 изготовлена заодно с шатуном. Крышки шатунов невзаимозаменяемые. Обе части нижней головки шатуна закрепляются болтом 10, гайки болтов шплинтуют шплинтом 7, предотвращая их откручивание. В нижней головке шатуна установлены подшипники скольжения (вкладыши) 5, от осевого перемещения и проворачивания вкладыши удерживаются усиками 9. Смазывается вся система кривошипной группы под высоким давлением.

Коленчатый вал двигателя воспринимает усилия от поршней двигателя, через шатуны, преобразуя возвратно-поступательные движения в крутящий момент. Коленчатый вал так же приводит во вращение все остальные агрегаты двигателя. На коленчатый вал воздействуют давление силы инерции, воспринимаемое периодически давление вызывает износ коленчатого вала, поэтому он должен быть достаточно прочным и быть износостойким. Коленчатый вал штампуют из высокопрочной стали, или отливают из высокопрочного чугуна. Устройство коленчатого вала изображено на рисунке 9.

1. коренная шейка;
2. щека;
3. упорные полукольца;
4. нижний вкладыш коренного подшипника;
5. маховик;
6. маслоотражатель;
7. установочный штифт;
8. болт крепления маховика;
9. зубчатый венец;
10. верхний вкладыш коренного подшипника;
11. шатунная шейка;
12. противовесы;
13. шестерня коленчатого вала;
14. ведущая шестерня привода масляного насоса;
15. болт;
16. шкив;
17. пробка;
18. трубка для чистого масла;

Коленчатый вал состоит из опорных коренных шеек 1, шатунных шеек 11, соединяющих щек 2, носка (передняя часть), хвостовика (задняя часть). К щекам прикрепляются или отливаются вместе с валом противовесы 12, балансирующие коленчатый вал. Шейки вала закаляют токами высокой частоты, для увеличения их прочности. Внутри вала выполнено отверстие для подачи масла к вкладышам коленчатого вала и шатунов под высоким давлением, таким образом, между валом и вкладышем во время работы поддерживается масляная пленка. Полости В служат для центробежной очистки масла, полости закрываются резьбовыми пробками 17. на переднем конце коленчатого вала устанавливают одну или две шестерни для привода газораспределительного механизма, и других агрегатов двигателя. Шкив 16 приводит в действие вентилятор и генератор. На заднем конце вала устанавливают маховик, установочными штифтами 7 и болтами 8, ввернутыми в торец колен вала. Маслоотражатели 6 препятствуют вытеканию масла наружу. Упорные полукольца 3 предотвращают коленчатый вал двигателя от осевых перемещений. Коренные подшипники 10 изготовлены в виде вкладышей, из сталеалюминевой ленты. Вкладыши взаимозаменяемы.

Маховик обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала двигателя и помогает двигателю преодолеть повышенные нагрузки во время работы. Маховик – это тяжелый чугунный диск, с задней стороны маховика делается выточка для установки сцепления. На ободе маховика устанавливается зубчатый венец, предназначенный для проворачивания коленчатого вала от стартера.

Составлено по материалам из учебника Родичев В.А. Родичева Г.И. Тракторы и Автомобили.

Если Вам есть что добавить о кривошипно-шатунном механизме (КШМ) или Вы можете поделиться своим опытом обязательно оставьте комментарий ниже:

1 комментарий

Какое это великое счастье — ЖИТЬ,

Существовать в Мире, дышать, видеть небо, воду, солнце! (И. Бунин)

Вот проблема: «Некому будет судить». ВАШЕ мнение и как быть?

Риск собою — дело личное. Риск термоядерного ИСПЕПЕЛЕНИЯ Землян — ПРЕСТУПЛЕНИЕ.

«Некому будет судить», — это чудовищный ЦИНИЗМ отца атомной бомбы Оппенгеймера;

надменное признание им гибели ЧЕЛОВЕЧЕСТВА от его атомного маразма, ПАЛАЧЕСКАЯ

спесь ума:»Я — СМЕРТЬ, великий разрушитель МИРОВ, несущий ГИБЕЛЬ всему ЖИВОМУ».

Вот и фатально-безответственные «отцы» БОЛЬШОГО ВЗРЫВА рискуют КРЕМАЦИЕЙ Земли,

Любой взрыв — СТИХИЯ. Цена СТИХИИ Большого Взрыва — термоядерный ХОЛОКОСТ МИРА.

Похоже, КОЛЛАЙДЕРНО-термоядерные игры ВЫЖГЛИ иные МИРЫ. Ау! Вселенная! Мы ОДНИ.

Мрак НЕБЫТИЯ от провокаций Большого Взрыва РЕАЛЬНЕЙ искорки ЖИЗНИ во вселенной.

ФАНАТИКИ Большого Взрыва РИСКУЮТ самым главным ПРАВОМ Землян — ПРАВОМ на ЖИЗНЬ.

Игнорируя оппонентов, УГРОЗЫ >95% ТЁМНОЙ энергии и материи от всего МИРОЗДАНИЯ

(<4% газ и пыль МИРОВ; <1% ВСЕ! ЗВЁЗДЫ и Земля), в Большом адронном коллайдере

ЦЕРН творят ТЕРМОЯДЕРНОЕ безумие — Большой Взрыв Земли (оазис ЖИЗНИ вселенной).

Видимо, ГОРДЫНЯ ума ядерщиков ПОДАВИЛА инстинкт самосохранения — УБИЛА совесть.

Уму непостижимо! ЗНАЯ, боссы ЦЕРН идут на РИСК термоядерного конца ЦИВИЛИЗАЦИИ.

Теватрон США потряс: из МОГУЧЕГО коллайдера вырвались НАРУЖУ струи частиц ТЬМЫ.

Чёрные ДЫРЫ? Аннигиляцию МАТЕРИИ? Термоядерный Большой Взрыв? Какую КАТАСТРОФУ

РАЗВЕРЗНУТ ради "НОБЕЛЕВКИ" шефы коллайдеров ТЕРМОЯДЕРНОЙ провокацией 95% ТЬМЫ?

Никакие дела ядерщиков не стоят ЗЕМЛЕУБИЙСТВА. Символичны ПРОВАЛЫ безопасности

“от ДУРАКА” атомщиков до АВАРИИ позора СУПЕРКОЛЛАЙДЕРА ЦЕРН от кусочка булочки.

Не одними коллайдерами движима наука МИРОЗДАНИЯ. Следует, оградив ядерщиков от

ПРЕСТУПНОГО риска, развить НЕОПАСНЫЙ поиск ИСТИНЫ, изучая всеобъемлющий КОСМОС.

Не атом, УЖАСЕН наш пофигизм: ЖЕРТВЫ Хиросимы, Нагасаки, АЭС Чернобыля, Японии.

Равны ли прохожие и толпы ЯРЫХ фанатов — частицы космоса и СМЕРЧИ в коллайдере?

Нет ПОНАРОШКУ Большого Взрыва — ВЗРЫВ коллайдера и Мир ИСЧЕЗНЕТ. Разум! Где ты?

чем вероятней коллайдерный Большой Взрыв, тем верней МРАК небытия Земной ЖИЗНИ.

Дабы отвратить коллайдерную ГИБЕЛЬ Землян пошлите свое возмущение в ЦЕРН и ООН!

Спросите себя: "Если не Я, то кто?" Очнитесь же! Проявив волю, одолевая апатию,

свершите ПОСТУПОК, сообщите ВСЕМ этот ТЕКСТ или свой ВЕРДИКТ и продлится ЖИЗНЬ!

Прошу, участвуйте, есть надежда — уже ликвидирован ОПАСНЫЙ коллайдер Теватрон.

Источники: http://ya-avtolubitel.ru/ustroystvo-dvigatelya-avtomobilistam/krivoshipno-shatunnyiy-mehanizm-kshm