Тема работы: Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя. Работа кшм двигателя


Назначение, устройство и работа КШМ двигателя. — Студопедия.Нет

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

Устройство (табл 3). Детали кривошипно-шатунного механизма делятся на непод­вижные (рис. 5) и подвижные (рис. 6).

Неподвижные детали КШМ Подвижные детали КШМ
Блок цилиндров Головка блока Поддон картера Гильзы цилиндров Крышки блока Крепежные детали (гайки, болты, шпильки) Прокладки крышек блока Кронштейны Полукольца коленчатого вала Поршень Поршневые кольца а) компрессионные б) маслосъемные Поршневой палец Шатун Коленчатый вал Вкладыши Маховик Втулка верхней головки шатуна Стопорные кольца

Блок цилиндров 5 (рис. 5) является остовом двигателя, на который устанавливаются все механизмы и системы. Головка блока 1 (рис. 5) устанавливается на блок через металло- асбестовую прокладку. В блоке вытачиваются цилиндры, либо устанавливаются гильзы ци­линдров 2 (рис. 5). В цилиндр устанавливается поршень 1 (рис. 6) с маслосъемными и ком­прессионными кольцами 3 (рис. 7).

Поршень посредством поршневого пальца 21 (рис. 6) соединяется с шатуном 23. Па­лец устанавливается в верхнюю головку шатуна и бобышки поршня. От осевого перемеще­ния палец удерживается стопорными кольцами 20, устанавливаемыми в проточки бобышек поршня. Шатун нижней головкой соединяется с коленчатым валом. В разъем нижней голов­ки шатуна на шатунные шейки коленчатого вала устанавливаются подшипники скольжения - вкладыши 19, представляющие собой изогнутые металлические пластины со слоем анти­фрикционного сплава. Коленчатый вал устанавливается в пастели блока посредством корен­ных вкладышей 2 и притягивается к блоку с помощью крышек коренных подшипников 5, 9 и 11. На задний фланец коленчатого вала устанавливется маховик 3, а на передний - шкив привода 14 вентилятора и генератора, а также храповик 15 пусковой рукоятки.

Принцип действия КШМ. При сгорании рабочей смеси возникает давление газов на днище поршня. Под действием этого давления поршень перемещается вниз и передает воз­действие через поршневой палец и шатун на кривошип коленчатого вала. Коленчатый вал преобразует это воздействие во вращательное движение и передает вращение через маховик на трансмиссию. Кроме того, маховик выполняет роль аккумулятора энергии, который при такте рабочего хода накапливает энергию, а при остальных тактах отдает ее. Герметичность камер сгорания обеспечивают гильзы цилиндров, головка блока, днище поршня и компрес­сионные поршневые кольца.

Детали КШМ:

Деталь Назначение Устройство Материал
Блок цилиндров 5 (рис. 5) Остов (база) двигателя Коробчатая отливка, в которой выполнены рубашка охлаж­дения, каналы для масла, постели коренных подшипников коленвала и распредвала, места для установки узлов и ме­ханизмов двигателя Чугун или алюминиевый сплав
Гильзы цилиндров 2 (рис. 5) Являются стенками камер сгорания Отрезок трубы тщательно обработанный с внутренней сто­роны Специальный чу­гун
Головка блока цилиндров 1 (рис. 5) Является верхней стенкой камер сгорания и остовом для установки некоторых узлов двигателя Коробчатая отливка, в которой выполнены рубашка охлаж­дения, каналы для масла, направляющие клапанов и резь­бовые отверстия для установки форс)/нок или свечей зажи­гания Изготавливается из того же мате­риала что и блок цилиндров
Поршень (рис. 7) Воспринимает давление газов и передает воздействие на шатун Днище, уплотняющая часть, направляющая часть Алюминиевый сплав
Поршневой палец 2 (рис. 7) Подвижное соединение поршня с шатуном Пустотелый цилиндр Хромоникелевая сталь  
Компрессионные порш­невые кольца 4 (рис. 7) Предотвращение прорыв газов из камеры в картер двигателя Металлическое кольцо с разрезом (замком)   Легированный чугун или сталь
Маслосьёмные поршне­вые кольца 3 (рис. 7) Предотвращает попадание масла из картера в камеру сгорания Два кольцевых диска, осевой расширитель, радиальный расширитель   Легированный чугун или сталь  
Шатун 11 (рис. 8) Соединяет поршень с коленчатым валом и передает ему воздействие от давления газов, воспринимаемое поршнями Неразъемная верхняя головка, стержень двутаврового се­чения, нижняя головка, крышка нижней головки   Легированная сталь
Коленчатый вал (рис. 8) Воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами и преобразовывает их во вращение Коренные и шатунные шейки, щеки, противовесы, фланец для крепления маховика, носок для установки шестерни привода распредвала и масляного насоса Штамповка из стали или отливка из чугуна
Маховик 3 (рис. 6) Повышает равномерности вращения колен­чатого вала и передает крутящий момент на трансмиссию Массивный диск, зубчатый венец Чугун

studopedia.net

Устройство двигателя. Принцип работы двигателя Кривошипно-шатунный механизм — реферат

              Кривошипно-шатунный  механизм  

 

                 

  

      Устройство  двигателя внутреннего сгорания бензинового - это в общем случае связка кривошипно-шатунного механизма (КШМ), газораспределительного механизма (ГРМ) и систем, обслуживающих их работу:

      1.                 охлаждения

      2.                 смазки

      3.                 питания и выпуска отработавших газов

      4.                 зажигания

      5.                 пуска двигателя

      Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из блока цилиндров (блока картера), головки блока цилиндров и поддона картера.  Блок цилиндров отливается единым с цилиндрами, поверхности которых затем обрабатываются хонингованием. Внутри блока цилиндров расположены поршни с надетыми на них поршневыми кольцами.          

  

      Поршни  соединены с коленчатым валом  шатунами. Шатун своей верхней (малой) частью крепится изнутри к поршню с помощью поршневого пальца. К коленчатому валу он крепится своей широкой частью, соединенной шейкой коленчатого вала через шатунный подшипник в виде баббитового вкладыша. Коленчатый вал пятиопорный, крепится снизу к блоку цилиндров через коренные подшипники. На коленчатый вал насажен маховик. Маховик – это массивный диск, по ободу которого крепится зубчатый венец, необходимый для соединения маховика  со стартером при пуске двигателя.  Маховик обеспечивает плавность трогания автомобиля с места, вывод поршней из мертвых точек и движение поршней во вспомогательных тактах рабочего процесса.

      В головке блока цилиндров расположены  узлы газораспределительного механизма. Кроме того, блок цилиндров и головка  блока цилиндров имеют единую рубашку охлаждения. Это пространство между стенками цилиндров и наружными стенками двигателя, заполняемое охлаждающей жидкостью системы охлаждения. Поддон картера, который крепится снизу к блоку цилиндров, предназначен для хранения запаса моторного масла с погруженным в него масляным насосом.

 

 

      Рабочий процесс двигателя – это совокупность периодически повторяющихся в определенной последовательности, процессов внутри цилиндра двигателя.

      Каждый  такт – это процесс, происходящий за один ход поршня, т.е. за одно движение поршня от одной мертвой точки до другой мертвой точки. Мертвая точка (МТ) – это верхнее или нижнее положение поршня, при котором его скорость равна нулю. Этих точек две. Соответственно ВМТ – верхняя МТ и НМТ – нижняя МТ.  Когда поршень находится в НМТ, то пространство цилиндра, образующееся над ним, составляет рабочий объем цилиндра. Сумма рабочих объемов всех цилиндров составляет ЛИТРАЖ. Когда поршень находится в ВМТ, то пространство головки блока цилиндров, образующееся над ним составляет объем камеры сгорания.  Таким образом, при нахождении поршня в НМТ все образующееся над ним пространство составляет полный объем цилиндра, который чисто арифметически составляет сумму рабочего объема и объема камеры сгорания.  Отношение полного объема к объему камеры сгорания называется степенью сжатия. Чем больше объем цилиндров двигателя, тем больше мощность самого двигателя, а чем больше степень сжатия, тем больше мощность и экономичность двигателя.

НМТ, ВМТ

      Рабочий процесс состоит из четырех тактов: ВПУСК, СЖАТИЕ, РАБОЧИЙ ХОД (сгорание – расширение), ВЫПУСК.

      В камеру сгорания двигателя выведены два клапана ГРМ. Один из них  впускной, а другой - выпускной. Впускной клапан обеспечивает впуск в цилиндр горючей смеси. Горючая смесь образуется в системе питания и представляет собой смесь паров бензина и воздуха в определенном между собой соотношении. Выпускной клапан обеспечивает выпуск отработавших в двигателе газов, образующихся в результате сгорания в цилиндре смеси, в атмосферу через выпускной коллектор и систему выпуска отработавших газов. Оба эти клапана не могут быть одновременно открыты, так как нельзя одновременно и впускать смесь и выпускать газы, следовательно, открываются они поочередно. Но закрыты одновременно, они должны быть в двух тактах из четырех.

Такт  ВПУСК

      Поршень находится в ВМТ и движется вниз к НМТ. Открывается впускной клапан и под действием разрежения, создаваемого ходом поршня через открытый клапан внутрь цилиндра поступает горючая смесь. Эта смесь, попав в цилиндр, смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего цикла и образует РАБОЧУЮ СМЕСЬ.  Именно она и сгорает потом в цилиндре.

Такт  СЖАТИЕ

      Поршень движется от НМТ вверх ВМТ при  обоих закрытых клапанах. Когда он достигнет ВМТ,  рабочая смесь будет сжата до объема камеры сгорания со степенью сжатия.

Такт  РАБОЧИЙ ХОД

      Сжатая  рабочая смесь уже нагрета до такой степени, что готова мгновенно воспламениться. В этот момент на свече зажигания выведенной в камеру сгорания пробегает искра. Рабочая смесь воспламеняется и быстро сгорает. При ее сгорании выделяется тепло, преобразующее смесь в газы. Сила этих газов намного выше, чем давление, с которым была сжата смесь. Под действием силы давления этих газов поршень начинает движение вниз к НМТ при обоих закрытых клапанах. Это движение передается от поршня через шатун на коленчатый вал, вызывая его принудительное вращение. Результатом этого вращения будет появление на маховике крутящего момента (М кр.).

Такт  ВЫПУСК

      Поршень движется от НМТ вверх к  ВМТ и через открывшийся выпускной клапан выдавливает отработавшие газы в атмосферу через систему выпуска отработавших газов. Таким образом, можно сказать, что из четырех тактов только один – рабочий ход является полезным, а три остальных – вспомогательные, обеспечивающие такт рабочий ход. Рабочий процесс, происходящий в одном цилиндре, точно так же происходит в остальных цилиндрах, но сдвинут по началу первых тактов в соответствии с порядком работы цилиндров.

      Чаще  всего он такой – 1 – 3 – 4 – 2. см. таблицу ниже, но может и отличаться соответственно частному устройству двигателя.

1 2 3 4
Впуск Сжатие Выпуск Раб. Ход.
Сжатие Раб. Ход. Впуск Выпуск
Раб. Ход. Выпуск Сжатие Впуск
Выпуск Впуск Раб. Ход. Сжатие
 

 

      Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для своевременного, в соответствии с порядком работы цилиндров открытия и закрытия клапанов, обеспечивая рабочий процесс двигателя. Он состоит из распределительного вала, соединенного специальной шестерней с коленчатым валом цепью или зубчатым ремнем ГРМ. Это необходимо для того, чтобы движение поршней, которое обеспечивается коленчатым валом, соответствовало открытию и закрытию клапанов. Следовательно, ориентация валов друг относительно друга должна быть строго определенной. Это обеспечивается совпадением рисок, нанесенных на шестерни (звездочки) валов, соединенных цепью или зубчатым ремнем.

      На  распределительный вал нанесены кулачки, которые своей выступающей  частью обеспечивают открытие клапанов, набегая на него или передавая  это движение через коромысло.

      Кроме  того, к ГРМ относятся впускной и выпускной клапаны с пружинами и маслосъемными колпачками.

      ГРМ требует уважительного к себе отношения из-за важности своего предназначения и необходимости периодического проведения регулировки тепловых зазоров  клапанов. Также необходимо следить  за  тем, в каком состоянии ремень ГРМ, так как срыв ремня ГРМ - относительно распространенная ситуация.

      При сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя температура газов достигает 2500о С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может привести к:

      ·                   заклиниванию поршней в цилиндре

      ·                   обгоранию головок клапанов

      ·                   выгоранию смазки

      ·                   выплавлению вкладышей подшипников

      ·                   потере мощности двигателя.

      Для предупреждения этого в двигателе  необходимо поддерживать определенный тепловой режим, что обеспечивается системой охлаждения.  Система охлаждения может быть воздушной, когда охлаждение двигателя достигается набегающим потоком воздуха, и жидкостной с элементами воздушной(комплексной).

      Температура охлаждающей жидкости поддерживается в пределах 80о С-90о С на всех режимах работающего двигателя. При воздушном охлаждении тепловой режим двигателя определяется температурой масла в системе смазки – 90 – 120º С. На рассматриваемых автомобилях система охлаждения жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.  Заполняется система охлаждения раствором Тосол А-40, который при температуре ниже -40оС превращается в густую массу

freepapers.ru

Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя - реферат, курсовая работа, диплом, 2017

Главная » Рефераты » Текст работы «Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя - Транспорт»

УСТРОЙСТВО КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель -- это агрегат, преобразующий какой-либо вид энергии в механическую работу. На отечественных легковых автомобилях устанавливаются поршневые двигатели внутреннего сгорания, в котоҏыҳ тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива внутри цилиндров двигателя, преобразуется в механическую работу, используемую для ᴨȇредвижения автомобиля. (С) Информация опубликована на ReferatWork.ru Расширяющиеся при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя газы воздействуют на поршни, поступательное движение котоҏыҳ преобразуется кривошипно-шатунным механизмом во вращательное движение коленчатого вала, которое в свою очередь ᴨȇредается при помощи агрегатов трансмиссии на ведущие колеса автомобиля, приводя его в движение.

Для обесᴨȇчения нормальной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы:

- кривошипно-шатунный механизм;

- газораспределительный механизм;

- систему охлаждения;

- систему смазки;

- систему питания;

- систему зажигания.

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

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

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

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

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

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

Рис. 1 Блок цилиндров двигателя

1. блок цилиндров

2. болт крепления крышки коренного подшипника

3. крышка ᴨȇрвого коренного подшипника коленчатого вала

4. крышка механизма привода распределительного вала (с метками для установки зажигания)

5. ᴨȇредний сальник коленчатого вала

6. цилиндр двигателя гильза цилиндра

7. головка цилиндров

8. шпильки крепления корпуса подшипников распределительного вала

9. болт крепления головки блока

10. нарезное отверстие для указателя темᴨȇратуры охлаждающей жидкости

11. нарезное отверстие для свечи зажигания

12. железоасбестовая прокладка головки цилиндров

13. задний сальник коленчатого вала

14. держатель заднего сальника

15. крышка коренного подшипника

16. направляющая втулка впускного клапана

17. седло впускного клапана (диаметр отверстия 32,5-- 32,7 мм)

18. направляющая втулка выпускного клапана

19. седло выпускного клапана (диаметр отверстия 27,5--27,7 мм)

Блок цилиндров (рис. 1) является остовом двигателя. На нём и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя.

Элементы блока при работе двигателя нагружены силами давления газов и силами инерции движущихся частей. Вследствие этого элементы остова должны быть связаны между собой в общую жесткую систему во избежание недопустимых деформаций отдельных звеньев.

Блок представляет собой группу цилиндров, изготовленную в общей отливке с верхней частью картера из сᴨȇциально низколеᴦᴎҏованного чугуна.

Конструктивное оформление блока зависит от общей компоновки двигателя и его назначения. Размеры внутренних полостей определяются в основном размерами и траекторией движения деталей кривошипно-шатунного механизма. Внешнее очертание и число неподвижных элементов остова зависят от числа цилиндров и их расположения, от схемы механизма газораспределения, положения распределительного вала, условий монтажа, обслуживания и т. п.

Внутри блока также имеются каналы и масляная магистраль.

В нижней части блока цилиндров находятся опоры для коренных подшипников коленчатого вала, которые имеют съемные крышки прикрепляемые к блоку самоконтрящимися болтами .

Цилиндры растачиваются непосредственно в блоке и вставных гильз не имеют. В нижней части блока цилиндров расположены пять опор для коренных подшипников коленчатого вала.

К числу наиболее ответственных элементов блока относятся цилиндры. Внутренняя часть цилиндра, ограниченная с одной стороны головкой (крышкой) цилиндра, а с другой -- днищем поршня, образует камеру сгорания.

Стенки цилиндра служат направляющими для поршня при его возвратно-поступательном движении, в связи с этим внутренняя поверхность цилиндра, так называемое зеркало цилиндра, тщательно обрабатывается.

Во время работы двигателя стенки цилиндра находятся под воздействием давления газов, а также боковых сил трения, возникающих при движении поршня. Вследствие этого цилиндры должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы противостоять действующим силам, а внутренняя поверхность должна обладать хорошей износоустойчивостью.

Цилиндры нагреваются горячими газами, а также в результате трения поршня и поршневых колец о стенки. Чтобы темᴨȇратура стенок цилиндра и темᴨȇратурное напряжение в них были в допустимых пределах, применяется охлаждение цилиндров, которое может быть воздушным или жидкостным. Особенно интенсивное охлаждение требуется для наиболее нагревающейся части цилиндра -- камеры сгорания

Крышки коренных подшипников коленчатого вала обрабатываются в сборе с блоком цилиндров, в связи с этим они невзаимозаменяемые и для различия имеют риски на наружной поверхности

В ᴨȇредней части блока расположена полость для цепного привода газораспределительного механизма.

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры сверху и служит для размещения в ней камер сгорания, клапанного механизма и каналов для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов.

Головка блока цилиндров выполнена общей для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава и имеет камеры сгорания клиновидной формы.

В ней имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания.

В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из чугуна.

Головка крепится к блоку цилиндров болтами.

Между головкой и блоком цилиндров установлена металлоасбестовая прокладка, обесᴨȇчивающая герметичность их соединения.

Сверху к головке блока цилиндров шпильками крепятся корпус подшипников с распределительным валом.

Для устранения течи масла между крышкой и головкой блока цилиндров установлена уплотняющая прокладка из пробкорезиновой смеси.

С правой стороны к головке блока цилиндров крепятся шпильками через металлоасбестовую прокладку впускной и выпускной трубопроводы, отлитые из алюминиевого сплава и чугуна.

Поршень служит для восприятия давления газов при рабочем ходе и осуществления вспомогательных тактов (впуска, сжатия, выпуска).

Поршень представляет собой полый цилиндр, отлитый из алюминиевого сплава.

Он имеет плоское днище, головку и юбку. Снизу днище поршня усилено ребрами.

В головке поршня изготовлены канавки для поршневых колец.

В юбке поршня находятся приливы (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца.

В бобышках поршня залиты стальные термокомᴨȇнсационные пластины, уменьшающие расширение поршня от нагрева и исключающие его заклинивание в цилиндре двигателя.

Юбка сделана овальной в поᴨȇречном сечении, конусной по высоте и с вырезами в нижней части.

Овальность и конусность юбки так же, как и термокомᴨȇнсационные пластины, исключают заклинивание поршня, а вырезы - касание поршня с противовесами коленчатого вала.

Кроме того, вырезы в юбке уменьшают массу поршня.

Для лучшей приработки к цилиндру наружная поверхность юбки поршня покрыта тонким слоем олова.

Отверстие в бобышках под поршневой палец смещено относительно диаметральной плоскости поршня 2мм.

Поршневые кольца уплотняют полость цилиндра, исключают прорыв газов в картер двигателя (компрессионные) и попадания масла в камеру сгорания (маслосъемное ).

Кроме того, они отводят тепло от головки поршня к стенкам цилиндра.

Компрессионные и маслосъемные кольца - разрезные.

Они изготовлены из сᴨȇциального чугуна.

При этом между разрезанными концами колец (в замках) сохраняется небольшой зазор (0,2-0,35мм).

Вернее компрессионное кольцо, работающее в наиболее тяжелых условиях, имеет бочкообразное сечение для улучшения его приработки.

Нижнее компрессионное кольцо имеет сечение скребкового типа (на наружной его поверхности выполнена) и фосфатировано .

Маслосъемное кольцо имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель).

Маслосъемные кольца служат для удаления излишка масла с рабочей поверхности гильзы и предупреждения возможности попадания его в камеру сгорания, особенно в двигателях с тронковым кривошипно-шатунным механизмом, вследствие разбрызгивания масла. Часть попавшего на стенку цилиндра масла в результате так называемого насосного действия компрессионных колец выжимается в камеру сгорания и вызывает не только излишний расход смазочного материала, но и повышенное нагарообразование, а также закоксовывание, особенно верхних колец.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна.

Поршневой палец -- стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня.

В современных двигателях широкое применение имеет так называемый плавающий палец, который может свободно поворачиваться как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня. От осевого ᴨȇремещения палец фиксируется пружинными стопорными кольцами. Вследствие наличия некоторой свободы ᴨȇремещения и возможности поворачиваться вокруг своей оси во время работы плавающий палец изнашивается меньше, и износ получается более равномерным по его поверхности.

При работе на поршневой палец действуют большие силы, ᴨȇременные по величине и направлению, в связи с этим для его изготовления используют высококачественную углеродистую или леᴦᴎҏованную сталь. Рабочую поверхность пальца обычно цементируют с последующей термической обработкой для придания ей большей твердости.

Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом и ᴨȇредачи усилий между ними.

Шатун -- стальной, кованый, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывается вместе с крышкой, в связи с этим при сборке цифры на шатуне и крышке должны быть одинаковы.

Рис. 2 Кривошипно-шатунный механизм

1-- гайка крепления крышки шатуна

-- крышка шатуна

-- шатун

-- шатунный болт

5-- терморегулирующая пластина поршня

6 -- поршень

7-- верхнее компрессионное поршневое кольцо

8-- нижнее компрессионное поршневое кольцо

9-- пружина маслосъемного кольца

10-- маслосъемное поршневое кольцо

-- поршневой палец

-- гильза цилиндра

-- цилиндр двигателя

14-- пятиопорный коленчатый вал

15-- заглушка масляных каналов

16-- упорные шайбы заднего коренного подшипника

17-- зубчатый обод маховика (шестерня с прямым зубом-- 129 зубьев)

18-- маховик коленчатого вала

19-- болт крепления маховика

20-- ᴨȇредний подшипник ведущего вала коробки ᴨȇредач

21-- шайба маховика

22--центровочный штифт установки механизма сцепления

23-- канал подачи смазки от коренного подшипника коленчатого вала к шатунному

24-- вкладыши третьего центрального (среднего) коренного подшипника

25-- вкладыши шатунного подшипника

26-- вкладыши коренного подшипника

27-- антифрикционный слой (сплав 20% олова и 80%

алюминия)

28--стальная лента Пр -- прессовая посадка С -- скользящая посадка

Шатун связывает колено вала с поршнем. При работе шатун совершает сложное качательное движение и подвергается ᴨȇременной по величине и направлению нагрузке от давления газов и сил инерции. Действующие на шатун силы вызывают в нем сложные деформации: сжатие, растяжение, продольный и поᴨȇречный изгибы. В связи с этим шатун должен быть прочным и жестким при возможно малой массе. Материалом для шатунов обычно служит углеродистая или леᴦᴎҏованная сталь, реже -- алюминиевый сплав. Шатуны изготовляют большей частью ковкой в штампах с последующей механической и термической обработкой.

Верхняя головка шатуна, которая охватывает поршневой палец, обычно делается неразъемной цилиндрической формы. В нее запрессовывается бронзовая втулка или вставляются стальные вкладыши с тонким слоем антифрикционного сплава, которые являются подшипником поршневого пальца. Иногда втулку в верхней головке шатуна стопорят болтом, чтобы предотвратить ее проворачивание и ᴨȇремещение в осевом направлении.

Нижняя головка шатуна по условиям ее монтажа, как правило, делается разъемной и имеет размеры, позволяющие вынимать поршень с шатуном через цилиндр. Разъем головки обычно располагают в плоскости оси шатунной шейки. При значительном диаметре шатунных шеек нижнюю головку шатуна иногда изготовляют с косым разъемом для облегчения демонтажа шатуна через цилиндр.

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и ᴨȇредаёт создаваемый на нём крутящий момент трансмиссии автомобиля.

От него также приводятся в действие различные механизмы двигателя (газораспределительный механизм, масляный насос, распределитель зажигания, насос охлаждающей жидкости и др.).

Коленчатый вал - пятиопорный, отлит из сᴨȇциального высокопрочного чугуна. Он состоит из коренных и шатунных шеек, щёк, противовесов, ᴨȇреднего и заднего концов.

Коренными шейками коленчатый вал установлен в подшипниках (коренных опорах) картера двигателя, вкладыши котоҏыҳ тонкостенные, биметаллические, сталеалюминевые.

К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Шатунные подшипники смазываются по каналам, соединяющим коренные шейки с шатунными.

Щёки соединяют коренные и шатунные шейки коленчатого вала, а противовесы разгружают коренные подшипники от центробежных сил неуравновешенных масс.

На ᴨȇреднем конце коленчатого вала крепятся: ведущая звёздочка цепного привода газораспределительного механизма; шкив ремённой ᴨȇредачи для привода вентилятора, насоса охлаждающей жидкости, генератора; храповик для поворачивания вала вручную пусковой рукояткой.

В заднем конце коленчатого вала имеется сᴨȇциальное гнездо для установки подшипника ᴨȇрвичного (ведущего) вала коробки ᴨȇредач.

К торцу заднего конца вала с помощью сᴨȇциальной шайбы болтами крепится маховик.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников

Шатунные подшипники, так же как и коренные, имеют вид толсто- или тонкостенных вкладышей с баббитовой или свинцовисто-бронзовой заливкой, а также сталеалюминевых вкладышей. От проворачивания и смещения в осевом направлении вкладыши подшипника фиксируются штифтами или выступами, которые входят в соответствующие пазы в крышке.

Верхние вкладыши 1-го, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние без канавки (до 1987 г. нижние вкладыши этих подшипников устанавливались с канавкой). Вкладыши центрального (3-го) коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности. Все вкладыши шатунных подшипников без канавок, одинаковые и взаимозаменяемые.

Маховик обесᴨȇчивает равномерное вращение коленчатого вала, накапливает энергию при рабочем ходе для вращения вала при подготовительных тактах и выводит детали кривошипно - шатунного механизма из мёртвых точек.

Энергия, накопленная маховиком, облегчает пуск двигателя и обесᴨȇчивает трогание автомобиля с места.

Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна.

На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя электрическим стартером.

К маховику крепятся детали сцепления.Маховик, будучи деталью кривошипно - шатунного механизма, является также одной из ведущих частей сцепления.

Перейти в список рефератов, курсовых, контрольных и дипломов по          дисциплине Транспорт

referatwork.ru

Кривошипно-шатунный механизм – принцип работы

Люди часто говорим о том, что двигатель внутреннего сгорания – это сердце автомобиля. Но мы хотим изменить этот стереотип. Если ссылаться на тот же медицинский манер, двигатель – это сердечнососудистая система, а вот сердцем является кривошипно-шатунный механизм. Именно он выполняет главенствующую роль – преобразовывает ход поршня из ВМТ в НМТ во вращательное движение.

Устройство кривошипно-шатунного механизма

Составляющими частями кривошипно-шатунного механизма двигателя являются: ГБЦ, поршень, шатун, коленчатый вал, маховик.

ГБЦ размещает в себе газораспределительный механизм, камеру сгорания, в которую впускной клапан закачивает топливно-воздушную смесь, и из которой выпускной клапан выпускает уже отработанные газы. От характеристик ГБЦ зависит мощностной показатель двигателя автомобиля, поэтому данный элемент имеет ключевую важность среди всего КШМ. Более подробно об особенностях ГБЦ говорилось нами ранее.

Поршень двигатель – отвечает за преобразование давления газов, которое образуется в цилиндрах в механическую энергию. Как правило, вместе с поршнем рассматривают и другой важный элемент КШМ – шатун. Поршень с шатуном соединяются посредством поршневого пальца и обе этих детали образуют поршневую группу. Ранее мы также говорили об особенностях поршня и шатуна, рассматривали особенности их конструкции и характер работы, поэтому не будем останавливаться на этом подробно.

Составной деталью кривошипно-шатунного механизма является и коленвал. Он приводится в движение благодаря ходу поршня и, таким образом, осуществляет вращение. В зависимости от характеристик коленчатого вала, можно изменить динамику и мощностные показатели мотора, сделать его более тяговитым, либо же увеличить предел максимальной скорости. Более подробно о коленчатом вале вы узнаете здесь.

Наконец, маховик двигателя. Он тоже считается важной частью КШМ. Маховик гасит всю вибрацию, которая возникает в результате неровной работы двигателя, а также осуществляет вращение коленвала при запуске мотора. Разделяют несколько типов маховиков, о чем мы говорили ранее.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма двигателя

Особенность работы КШМ проста в восприятии. Все начинается с подачи смеси через клапана в каналах ГБЦ. Когда поршень доходит до ВМТ, смесь взрывается, что силой толкает поршень вниз. А теперь представьте этот процесс работы для 4-х цилиндров. Движение всей поршневой группы провоцирует вращение коленвала. Так как на коленчатом валу с одной стороны установлен маховик, процесс вращения передается далее – на КПП и ось автомобиля.

Все было бы предельно просто, если бы не нужно было проводить расчет кривошипно-шатунного механизма. Здесь все устроено гораздо сложнее, так как расчеты определяют прочность, вес деталей, их размеры. Но это уже забота специалистов. Ваша задача – понять, что такое КШМ и какую функцию он выполняет. Надеемся, что вы справились с этим.

Читайте также:
  • Ремонт глушителя своими руками

    Если в вашей жизни наступил день "Х", когда автомобиль перестал мурчать, как котенок, а заревел, словно голодный медведь, не спешите подыскивать варианты старому, прогоревшему глушителю, ведь вполне возможно, что поправить положение можно с помощью ремонта, который, к тому же, можно сделать еще и своими ...

  • Регулировка фар своими руками

    Считается, что произвести регулировку фар автомобиля можно только на специализированном сервисе, где имеются необходимое оборудование, стенды и т.д. Конечно, это предпочтительно, но никто не исключал возможности регулировки фар своими руками, ведь большинство из нас именно так и ...

  • Промывка дизельных форсунок

    Одной из часто возникающих проблем с дизельным двигателем, является сбой в работе топливных форсунок. Конструктивные особенности дизельного мотора, низкокачественное топливо – все это со временем приводит к проблемам, связанным с форсунками. Мотор начинает работать нестабильно, повышается расход топлива, двигатель запускается неохотно, а из выхлопной трубы вырываются клубки черного дыма. Все ...

pro-tachku.ru

Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя - реферат, курсовая работа, диплом, 2017

УСТРОЙСТВО КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель -- это агрегат, преобразующий какой-либо вид энергии в механическую работу. На отечественных легковых автомобилях устанавливаются поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива внутри цилиндров двигателя, преобразуется в механическую работу, используемую для передвижения автомобиля. Расширяющиеся при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя газы воздействуют на поршни, поступательное движение которых преобразуется кривошипно-шатунным механизмом во вращательное движение коленчатого вала, которое в свою очередь передается при помощи агрегатов трансмиссии на ведущие колеса автомобиля, приводя его в движение.

Для обеспечения нормальной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы:

- кривошипно-шатунный механизм;

- газораспределительный механизм;

- систему охлаждения;

- систему смазки;

- систему питания;

- систему зажигания.

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

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

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

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

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

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

Рис. 1 Блок цилиндров двигателя

1. блок цилиндров

2. болт крепления крышки коренного подшипника

3. крышка первого коренного подшипника коленчатого вала

4. крышка механизма привода распределительного вала (с метками для установки зажигания)

5. передний сальник коленчатого вала

6. цилиндр двигателя гильза цилиндра

7. головка цилиндров

8. шпильки крепления корпуса подшипников распределительного вала

9. болт крепления головки блока

10. нарезное отверстие для указателя температуры охлаждающей жидкости

11. нарезное отверстие для свечи зажигания

12. железоасбестовая прокладка головки цилиндров

13. задний сальник коленчатого вала

14. держатель заднего сальника

15. крышка коренного подшипника

16. направляющая втулка впускного клапана

17. седло впускного клапана (диаметр отверстия 32,5-- 32,7 мм)

18. направляющая втулка выпускного клапана

19. седло выпускного клапана (диаметр отверстия 27,5--27,7 мм)

Блок цилиндров (рис. 1) является остовом двигателя. На нём и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя.

Элементы блока при работе двигателя нагружены силами давления газов и силами инерции движущихся частей. Вследствие этого элементы остова должны быть связаны между собой в общую жесткую систему во избежание недопустимых деформаций отдельных звеньев.

Блок представляет собой группу цилиндров, изготовленную в общей отливке с верхней частью картера из специально низколегированного чугуна.

Конструктивное оформление блока зависит от общей компоновки двигателя и его назначения. Размеры внутренних полостей определяются в основном размерами и траекторией движения деталей кривошипно-шатунного механизма. Внешнее очертание и число неподвижных элементов остова зависят от числа цилиндров и их расположения, от схемы механизма газораспределения, положения распределительного вала, условий монтажа, обслуживания и т. п.

Внутри блока также имеются каналы и масляная магистраль.

В нижней части блока цилиндров находятся опоры для коренных подшипников коленчатого вала, которые имеют съемные крышки прикрепляемые к блоку самоконтрящимися болтами .

Цилиндры растачиваются непосредственно в блоке и вставных гильз не имеют. В нижней части блока цилиндров расположены пять опор для коренных подшипников коленчатого вала.

К числу наиболее ответственных элементов блока относятся цилиндры. Внутренняя часть цилиндра, ограниченная с одной стороны головкой (крышкой) цилиндра, а с другой -- днищем поршня, образует камеру сгорания.

Стенки цилиндра служат направляющими для поршня при его возвратно-поступательном движении, поэтому внутренняя поверхность цилиндра, так называемое зеркало цилиндра, тщательно обрабатывается.

Во время работы двигателя стенки цилиндра находятся под воздействием давления газов, а также боковых сил трения, возникающих при движении поршня. Вследствие этого цилиндры должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы противостоять действующим силам, а внутренняя поверхность должна обладать хорошей износоустойчивостью.

Цилиндры нагреваются горячими газами, а также в результате трения поршня и поршневых колец о стенки. Чтобы температура стенок цилиндра и температурное напряжение в них были в допустимых пределах, применяется охлаждение цилиндров, которое может быть воздушным или жидкостным. Особенно интенсивное охлаждение требуется для наиболее нагревающейся части цилиндра -- камеры сгорания

Крышки коренных подшипников коленчатого вала обрабатываются в сборе с блоком цилиндров, поэтому они невзаимозаменяемые и для различия имеют риски на наружной поверхности

В передней части блока расположена полость для цепного привода газораспределительного механизма.

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры сверху и служит для размещения в ней камер сгорания, клапанного механизма и каналов для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов.

Головка блока цилиндров выполнена общей для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава и имеет камеры сгорания клиновидной формы.

В ней имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания.

В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из чугуна.

Головка крепится к блоку цилиндров болтами.

Между головкой и блоком цилиндров установлена металлоасбестовая прокладка, обеспечивающая герметичность их соединения.

Сверху к головке блока цилиндров шпильками крепятся корпус подшипников с распределительным валом.

Для устранения течи масла между крышкой и головкой блока цилиндров установлена уплотняющая прокладка из пробкорезиновой смеси.

С правой стороны к головке блока цилиндров крепятся шпильками через металлоасбестовую прокладку впускной и выпускной трубопроводы, отлитые из алюминиевого сплава и чугуна.

Поршень служит для восприятия давления газов при рабочем ходе и осуществления вспомогательных тактов (впуска, сжатия, выпуска).

Поршень представляет собой полый цилиндр, отлитый из алюминиевого сплава.

Он имеет плоское днище, головку и юбку. Снизу днище поршня усилено ребрами.

В головке поршня изготовлены канавки для поршневых колец.

В юбке поршня находятся приливы (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца.

В бобышках поршня залиты стальные термокомпенсационные пластины, уменьшающие расширение поршня от нагрева и исключающие его заклинивание в цилиндре двигателя.

Юбка сделана овальной в поперечном сечении, конусной по высоте и с вырезами в нижней части.

Овальность и конусность юбки так же, как и термокомпенсационные пластины, исключают заклинивание поршня, а вырезы - касание поршня с противовесами коленчатого вала.

Кроме того, вырезы в юбке уменьшают массу поршня.

Для лучшей приработки к цилиндру наружная поверхность юбки поршня покрыта тонким слоем олова.

Отверстие в бобышках под поршневой палец смещено относительно диаметральной плоскости поршня 2мм.

Поршневые кольца уплотняют полость цилиндра, исключают прорыв газов в картер двигателя (компрессионные) и попадания масла в камеру сгорания (маслосъемное ).

Кроме того, они отводят тепло от головки поршня к стенкам цилиндра.

Компрессионные и маслосъемные кольца - разрезные.

Они изготовлены из специального чугуна.

При этом между разрезанными концами колец (в замках) сохраняется небольшой зазор (0,2-0,35мм).

Вернее компрессионное кольцо, работающее в наиболее тяжелых условиях, имеет бочкообразное сечение для улучшения его приработки.

Нижнее компрессионное кольцо имеет сечение скребкового типа (на наружной его поверхности выполнена) и фосфатировано .

Маслосъемное кольцо имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель).

Маслосъемные кольца служат для удаления излишка масла с рабочей поверхности гильзы и предупреждения возможности попадания его в камеру сгорания, особенно в двигателях с тронковым кривошипно-шатунным механизмом, вследствие разбрызгивания масла. Часть попавшего на стенку цилиндра масла в результате так называемого насосного действия компрессионных колец выжимается в камеру сгорания и вызывает не только излишний расход смазочного материала, но и повышенное нагарообразование, а также закоксовывание, особенно верхних колец.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна.

Поршневой палец -- стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня.

В современных двигателях широкое применение имеет так называемый плавающий палец, который может свободно поворачиваться как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня. От осевого перемещения палец фиксируется пружинными стопорными кольцами. Вследствие наличия некоторой свободы перемещения и возможности поворачиваться вокруг своей оси во время работы плавающий палец изнашивается меньше, и износ получается более равномерным по его поверхности.

При работе на поршневой палец действуют большие силы, переменные по величине и направлению, поэтому для его изготовления используют высококачественную углеродистую или легированную сталь. Рабочую поверхность пальца обычно цементируют с последующей термической обработкой для придания ей большей твердости.

Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом и передачи усилий между ними.

Шатун -- стальной, кованый, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывается вместе с крышкой, поэтому при сборке цифры на шатуне и крышке должны быть одинаковы.

Рис. 2 Кривошипно-шатунный механизм

1-- гайка крепления крышки шатуна

-- крышка шатуна

-- шатун

-- шатунный болт

5-- терморегулирующая пластина поршня

6 -- поршень

7-- верхнее компрессионное поршневое кольцо

8-- нижнее компрессионное поршневое кольцо

9-- пружина маслосъемного кольца

10-- маслосъемное поршневое кольцо

-- поршневой палец

-- гильза цилиндра

-- цилиндр двигателя

14-- пятиопорный коленчатый вал

15-- заглушка масляных каналов

16-- упорные шайбы заднего коренного подшипника

17-- зубчатый обод маховика (шестерня с прямым зубом-- 129 зубьев)

18-- маховик коленчатого вала

19-- болт крепления маховика

20-- передний подшипник ведущего вала коробки передач

21-- шайба маховика

22--центровочный штифт установки механизма сцепления

23-- канал подачи смазки от коренного подшипника коленчатого вала к шатунному

24-- вкладыши третьего центрального (среднего) коренного подшипника

25-- вкладыши шатунного подшипника

26-- вкладыши коренного подшипника

27-- антифрикционный слой (сплав 20% олова и 80%

алюминия)

28--стальная лента Пр -- прессовая посадка С -- скользящая посадка

Шатун связывает колено вала с поршнем. При работе шатун совершает сложное качательное движение и подвергается переменной по величине и направлению нагрузке от давления газов и сил инерции. Действующие на шатун силы вызывают в нем сложные деформации: сжатие, растяжение, продольный и поперечный изгибы. Поэтому шатун должен быть прочным и жестким при возможно малой массе. Материалом для шатунов обычно служит углеродистая или легированная сталь, реже -- алюминиевый сплав. Шатуны изготовляют большей частью ковкой в штампах с последующей механической и термической обработкой.

Верхняя головка шатуна, которая охватывает поршневой палец, обычно делается неразъемной цилиндрической формы. В нее запрессовывается бронзовая втулка или вставляются стальные вкладыши с тонким слоем антифрикционного сплава, которые являются подшипником поршневого пальца. Иногда втулку в верхней головке шатуна стопорят болтом, чтобы предотвратить ее проворачивание и перемещение в осевом направлении.

Нижняя головка шатуна по условиям ее монтажа, как правило, делается разъемной и имеет размеры, позволяющие вынимать поршень с шатуном через цилиндр. Разъем головки обычно располагают в плоскости оси шатунной шейки. При значительном диаметре шатунных шеек нижнюю головку шатуна иногда изготовляют с косым разъемом для облегчения демонтажа шатуна через цилиндр.

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передаёт создаваемый на нём крутящий момент трансмиссии автомобиля.

От него также приводятся в действие различные механизмы двигателя (газораспределительный механизм, масляный насос, распределитель зажигания, насос охлаждающей жидкости и др.).

Коленчатый вал - пятиопорный, отлит из специального высокопрочного чугуна. Он состоит из коренных и шатунных шеек, щёк, противовесов, переднего и заднего концов.

Коренными шейками коленчатый вал установлен в подшипниках (коренных опорах) картера двигателя, вкладыши которых тонкостенные, биметаллические, сталеалюминевые.

К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Шатунные подшипники смазываются по каналам, соединяющим коренные шейки с шатунными.

Щёки соединяют коренные и шатунные шейки коленчатого вала, а противовесы разгружают коренные подшипники от центробежных сил неуравновешенных масс.

На переднем конце коленчатого вала крепятся: ведущая звёздочка цепного привода газораспределительного механизма; шкив ремённой передачи для привода вентилятора, насоса охлаждающей жидкости, генератора; храповик для поворачивания вала вручную пусковой рукояткой.

В заднем конце коленчатого вала имеется специальное гнездо для установки подшипника первичного (ведущего) вала коробки передач.

К торцу заднего конца вала с помощью специальной шайбы болтами крепится маховик.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников

Шатунные подшипники, так же как и коренные, имеют вид толсто- или тонкостенных вкладышей с баббитовой или свинцовисто-бронзовой заливкой, а также сталеалюминевых вкладышей. От проворачивания и смещения в осевом направлении вкладыши подшипника фиксируются штифтами или выступами, которые входят в соответствующие пазы в крышке.

Верхние вкладыши 1-го, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние без канавки (до 1987 г. нижние вкладыши этих подшипников устанавливались с канавкой). Вкладыши центрального (3-го) коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности. Все вкладыши шатунных подшипников без канавок, одинаковые и взаимозаменяемые.

Маховик обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала, накапливает энергию при рабочем ходе для вращения вала при подготовительных тактах и выводит детали кривошипно - шатунного механизма из мёртвых точек.

Энергия, накопленная маховиком, облегчает пуск двигателя и обеспечивает трогание автомобиля с места.

Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна.

На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя электрическим стартером.

К маховику крепятся детали сцепления.Маховик, будучи деталью кривошипно - шатунного механизма, является также одной из ведущих частей сцепления.

referatwork.ru