Лабораторная работа № 4

Кривошипно-шатунный механизм

Цель работы: усвоить устройство и работу КШМ и приобретение навыков поиска информации для комплектования заданных марок и моделей автотракторных двигателей

Этот механизм служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Детали, составляющие кривошипно-шатунный механизм можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные. К подвижным деталям относят: поршень, шатун и ко-ленчатый вал с маховиком; к неподвижным — блок-картер, цилиндр, головку цилин- дров, поддон и картер маховика, а также прокладки, крепежные и фиксирующие детали.

Блок цилиндров — основная деталь двух- и более цилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания. Является цельнолитой деталью, объединяющей собой цилиндры двигателя. Отливается из чугуна, или литейных алюминиевых сплавов. 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 (корпусной) деталью двигателя, к которой крепятся остальные его агрегаты и узлы.

Цилиндры. У рассматриваемых двигателей цилиндры съемные. Отдельно изготовленный цилиндр называют гильзой. При использовании вставных гильз можно увеличить срок службы блок-картера счет замены изношенных гильз новыми. Гильзы обычно изготавливают из легированного чугуна. Внутреннюю поверхность гильзы, называемую зеркалом, тщательно обрабатывают и закаляют. Гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью, называют «мокрыми».

На наружной поверхности гильзы выполнено два посадочных пояска, которые служат для плотной установки гильзы в блоке. Между нижним пояском гильзы и блоком цилиндра монтируют резиновые уплотнительные кольца, предотвращающие протекание ОЖ в картер из водяной рубашки блока. Верхний торец гильзы немного выступает над плоскостью блока, что обеспечивает лучшее обжатие металлоасбестовой прокладки, создает надежное уплотнение от прорыва газов из цилиндра и попадания воды в цилиндр.

Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху и служит для размещения камеры сгора-ния. Головки отливают из алюминиевого сплава или чугуна. Двигатели с рядным распо-ложением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с V-образным располо- жением - две или четыре (на каждые три цилиндра, ЯМЗ-240). У двигателей КамАЗ-740 головки цилиндров раздельные, на каждый цилиндр.

В головку цилиндров запрессовывают направляющие втулки и седла клапанов. Плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотняют сталеасбестовыми прокладками. Между головкой цилиндров и крышкой клапанов устанавливают пробковые или резиновые прокладки.

В поршневую группу входят поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы.

Поршень представляет собой металлический стакан, донышком обращенный вверх.Пор-шень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбка) части. Юбка поршня имеет две бобышки (приливы) с отверстиями для поршневого пальца. Каждая бобышка связана с днищем поршня двумя ребрами. Диаметр поршня в плоскости, перпендикулярной оси пальца, делают больше, чем в направлении оси поршневого пальца. При нагревании поршень расширяется сильнее в направлении оси поршневого пальца, где в бобышках сосредоточена наибольшая масса металла. Поэтому овальный поршень при нагреве получит цилиндрическую форму. Для улучшения приработки поршней к гильзам цилиндров и предохранения их от задиров юбку поршня покрывают тонким слоем олова или коллоидного графита. Днище и уплотняющая часть составляет головку поршня. Днище поршня вместе с головкой цилиндра ограничивает камеру сгорания. В головке поршня проточены канавки для поршневых колец. Он воспринимает и передает на шатун усилие, возникающее от давления газов, а также обеспечивает протекание всех тактов рабочего цикла. Отливают из алюминиевого сплава.

Поршневые кольца устанавливают в канавки, расположенные в головке поршня. Они подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют поршень в гильзе цилиндров и предотвращают прорыв газов через зазор между юбкой поршня и стенкой гильзы. Маслосъемные кольца, кроме того, снимают излишки масла со стенок гильз и не допускают попадания его в камеры сгорания.

Поршневые кольца изготавливают из чугуна или стали. Для установки на поршень кольца имеют разрез, называемый замком. Маслосъемное кольцо отличается от компрессионных колец сквозными прорезями для прохода масла. В канавке поршня для маслосъемного кольца сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня. Их устанавливают ниже уровня компрессионных. На поршни многих двигателей устанавливают составные маслосъемные кольца изготовленные из двух плоских стальных колец и двух пружинных расширителей - осевого и радиального. Осевой расширитель, расположенный между дисками, плотно прижимает их к стенкам канавки поршня. Радиальный расширитель плотно прижимает диски к цилиндру.

Сборные кольца хорошо прилегают к поверхности цилиндра и обеспечивают низкий расход картерного масла.

При перегреве двигателя образуются шлаковые отложения, которые заполняют зазоры между кольцами и стенками канавок поршня по высоте. Кольца перестают свободно пе-ремещаться и пружинить. Это явление называют пригоранием (закоксовыванием) колец и оно сопровождается потерей мощности двигателя и повышенным расходом масла.

Шатун. Он соединяет поршни с коленчатым валом и передает ему усилие от давления газов, воспринимаемого поршнями. Он состоит из верхней головки, стержня двутаврового сечения и разъемной нижней головки, закрепляемой на шатунной шейке коленчатого вала.

Коленчатый вал. Он воспринимает усилия, передающиеся от поршней через шатуны, и преобразует их во вращающий момент, который передается агрегатам трансмиссии, а также используется для привода в действие различных механизмов и деталей двигателя.

Коленчатый вал штампуют из высококачественной стали или отливают из высокопрочного чугуна. Он состоит из опорных коренных шеек 1, шатунных шеек 11, соединяющих их щек 2, носка (передней части) и хвостовика (задней части).

В современных автомобильных двигателях частота вращения коленчатого вала дости-гает 3000-4000 об/мин в грузовых автомобилях и 5000-6000 об/мин – в легковых. Поэтому возникают большие центробежные силы, действующие на шатунные шейки, щеки и нижние головки шатунов. Эти силы нагружают коренные подшипники, вызывая их ускоренный износ.

Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы, рас -положенные против шатунных шеек коленчатого вала.

Маховик представляет собой массивный диск, отливаемый из чугуна. Он повышает равномерность вращения коленчатого вала при малой частоте вращения и передает крутящий момент трансмиссии автомобиля. Он изготавливается из чугуна. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.

На некоторых двигателях на маховик наносят метки или запрессовывают в него стальной шарик, по которому устанавливают поршень первого цилиндра в в.м.т. и проверяют установку зажигания.

Задание

Изучить устройство и работу кривошипно-шатунного механизма. Перечислить элементы КШМ и их количество в заданной модели двигателя.

Модель двигателя ______________________________________

1. _________________________________________________________________

2. _________________________________________________________________

3. _________________________________________________________________

4. _________________________________________________________________

5. _________________________________________________________________

6. _________________________________________________________________

7. _________________________________________________________________

8. _________________________________________________________________

9. _________________________________________________________________