кривошипно-шатунный механизм

УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Автор Алексей Вяльцев

кривошипно-шатунный механизм

кшм

четырехцилиндрового рядного двигателя

(Нажмите на "s", чтобы увидеть подсказку)

назначение

служит:
для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала; .

кшм преобразует тепловую энергию раскаленных газов, образовавшихся в цилиндре двигателя при сгорании топлива в механическую энергию.

работа КШМ

Анимация HTML5

КШМ в действии

кшм в действии

УСТРОЙСТВО

цилиндры

поршни

поршневые кольца

поршневые пальцы

шатуны

вкладыши

коленатый вал

маховик

ЦИЛИНДР

служит:
направляющей для движения поршня
может быть изготовлен в расточке блока или в виде отдельных вставных гильз.
.

Down arrow

в расточке блока выполняются цилиндры только бензиновых двигателей
это в значительной степени снижает ремонтопригодность двигателя в целом

расточка цилиндров

в отдельных случаях применяется частицное гильзование цилиндров в верхней части

применение гильз в значительной степени повышает ресурс двигателя, так как цилиндры становятся отъёмными, что позволяет замеить их при достижении предельного состояния

сухая гильза мокрая гильза

различают сухие и мокрые гильзы
сухие гильзы запресовываются в расточке блока, их наружняя поверхность не омывается охлаждающей жидкостью.
мокрые гильзы наружной поверхностью омываются охлаждающей жидкостью.

установка мокрых гильз

под верхний упорный буртик устанавливается медное уплотнительное кольцо, оно дает возвышение гильзы над поверхностью блока,
в нижней части гильзы выполнены кольцевые проточки для установки резиновых уплотнительных колец.

уплотнение медным кольцом и резиной уплотнение медным кольцом

на некоторых моделях двигателей применяется только медное уплотнительное кольцо

ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЦИЛИНДРА

считается что цилиндр достиг предельного состояния, если его выработка достигла 0,02 мм на элипсность или конусность.

в этой ситуации необходимо растоцить цилиндры под следующий ремонтный размер, а поршни и кольца заменить.
если следующего ремонтного размера нет, то гильзы заменяют на новые.
такой способ восстановления называют метод ремонтных размеров.

ПОРШЕНЬ

служит:
ДЛЯ ВОСПРИЯТИЯ ДАВЛЕНИЯ РАСШИРЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ
является наиболее напряженной в тепловом отношении деталью двигателя
.

Down arrow

поршни изготавливаются из алюминиевых сплавов
или, что реже, из чугуна

поршень

в отдельных случаях применяется поршни изготовленные из титана

поршень может быть цельным или с отъёмной головкой

поршень разъёмный поршень

составной поршень более дорогой, но при достижении предельного состояния требует замены только головка поршня.

установка поршней

перед установкой поршни следует взвешивать и приводить к единой массе, путем снятия части металла с бобышек.

взвешивание поршня

ПОРШЕНЬ СОСТОИТ ИЗ ТРЕХ ЧАСТЕЙ

РАССМОТРИМ ЕГО СВЕРХУ ВНИЗ

верхняя часть называется ДНИЩЕ

  1. ниже располагается зона поршневых колец
    это уплотняющая часть поршня, её называют ГОЛОВКА
  2. далее, ниже поршневых колец располагается направляющая часть поршня,
  3. её называют ЮБКА

ПОРШЕНЬ

днище поршня может быть плоским или фасонным .

поршень Down arrow

головкой называется часть поршня от днища до нижней кромки нижнего поршневого кольца

поршень

в случае установки двух маслосъёмных колец, нижняя канавка в расчёт не принимается.

юбкой называется направляющая часть поршня, расположенная ниже кромки нижнего поршневого кольца

поршень разъёмный поршень

в юбке могут располагаться компенсационные инварные вставки

во внутренней части юбки располагаются специальные приливы - бобышки.

бобышки поршня

в бобышках растачиваются отверстия под установку поршневого пальца, в отверстиях делаются кольцевые проточки под установку пружинных стопорных колец.

поршневые кольца

в зависимости от назначения бывают двух видов:

поршневые кольца

компрессионные кольца

различаются по форме поперечного сечения.

поршень

в качестве верхнего поршневого кольца нередко используется кольцо с противоизносной вставкой

кольцо с противоизносной вставкой

она делается из пористого хрома или молибдена. Это чрезвычайно прочные металлы, которые не истираются о стенки цилиндров. Благодаря пористости они сорбируют в себя масло, поэтому скользят по стенкам и не истирают цилиндр
В целом применение такого кольца увеличивает срок службы цилиндропоршневой группы вдвое.

в качестве нижнего поршневого кольца может использоваться навитая на ребро стальная проволока.

кольцо нижнее

такая "мочалка" тоже хорошо сорбирует в себя масло, и снижает износ цилиндропоршневой группы.

разрез кольца называется замком.

установка колец

при установке колец замки следует располагать в строгом соответствии с рекомендациями завода изготовителя.

маслосъёмные кольца

состоят из двух колец с расширителями.

маслосъёмное кольцо

существуют трех- и четырехкомпонентные кольца

типы колец

цифрами обозначено:
4 - скребковые поверхности
5 - осевой расширитель
6 - радиальный расширитель.

ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ

служит для шарнирного соединения поршня с шатуном

представляет собой полый стальной цилиндр.

  1. типы колец
  2. полым он делается для снижения массы,
  3. наружняя и внутренняя поверхности обрабатываются с высокой чистотой и закаливаются токами высокой частоты.

ШАТУН

служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращительное движение коленчатого вала.

шатун

в процессе работы шатун совершает сложное движение:
верхняя головка вместе с поршнем движется прямолинейно, а нижняя коловка вместе с шатунной шейкой коленвала вращается.

в конструкции шатуна различают три части:

конструкция шатуна

верхняя головка

стержень

нижняя головка

в стержне шатуна выполнено сковозное сверление, соединяющее верхнюю и нижнюю головки. По нему передается масло для смазывания поршневого пальца.

нижняя головка шатуна выполняется разъёмной.

крышка нижней головки

отъёмная часть называется крышка нижней головки.

крышки нижних головок невзаимозаменяемы. Разукомплектовывать шатуны нельзя!

перед установкой шатуны следует взвешивать

взвешивание шатуна

и приводить к одной массе

разъёмные подшипники скольжения (вкладыши)

служит для снижения износа шеек коленчатого вала

представляет собой многослойный подшипник, состояший из двух частей.

  1. вкладыш
  2. различают коренные и шатунные вкладыши.

коленчатый вал

воспринимает усилие, передаваемое шатунами от поршней и преобразует его в крутящий момент.

коленвал

коленвал состоит из коренных и шатунных шеек, соединяемых между собой щеками с противовесами или без них.

конструкция коленвала

в передней части расположен носок коленчатого вала.

на нём закрепляются распределительные шестерни, шкивы, маслоотражательные кольца.

в задней части расположен вланец крепления маховика

шейки коленчатого вала выполняются полыми, в них при вращении коленвала происходит центробежная очистка масла.

шейки коленвала

перед установкой коленвал в сборе с маховиком подвергаются статической и динамической балансировке.

балансировка коленвала

маховик

выравнивает неравномерность скорости вращения коленчатого вала, а также выводит поршни из мертвых точек..

коленвал

маховик состоит из обода и ступицы.

конструкция маховика

обод выполняется более массивным, для увеличения махового момента.

на обод напресовывается зубчатый венец, для привода маховика от электростартера.

для точной установки маховика используются центровочные пальцы

перед установкой коленвал в сборе с маховиком подвергаются статической и динамической балансировке.

балансировка коленвала

принцип действия КШМ.

коленвал

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

Обратная схема (впуск, сжатие, выпуск): Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента (от маховика) совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразуется в поступательное движение поршня.

техническое обслуживание КШМ.

существует ежесменное, периодическое и сезонное обслуживание.

ежесменное техническое обслуживание заключается в контроле за работой двигателя. При обнаружение посторонних шумов и стуков двигатель должен быть остановлен для диагностики.

не ждите пока хороший стук наружу вылезет.

братский кулак

Периодическое обслуживание проводится при ТО-1.
оно включает в себя две операции:
1. На холодном двигателе замеряется компрессия.
2. Прогретый двигатель прослушивают при помощи стетоскопа.
измерение компрессии прослушивание двигателя

При сезонном обслуживании проводят очистку деталей цилиндропоршневой группы от нагара.
очистка нагара
при удовлетворительной работе двигателя проведение этой операции необязательно.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
1) Падение компрессии. 1) закоксовывание или поломка компрессионных колец. Слить масло, в цилиндр залить раскоксовывающую жидкость, выдержать 2-3 часа, произвести повторное измерение компрессии

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
1) Падение компрессии. 2) чрезмерный износ деталей цилиндропоршневой группы. если компрессия не возросла, произвести разборку двигателя, заменить компрессионные кольца. Цилиндры расточить под следующий ремонтный размер, поршни и кольца заменить.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
2) Увеличение компрессии. Чрезмерный износ или поломка маслосъемных колец. Замена изношенных деталей.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
3) Детонационное сгорание или преждевременные вспышки топлива. 1) Повышенное нагароотложение на стенках цилиндра и поршнях.
2) кавитационный износ поршней и цилиндров.
1)Очистить детали цилиндропоршневой группы от нагара.
2)Замена поврежденных деталей.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
4) Падение мощности двигателя или двигатель не развивает обороты. Чрезмерный износ деталей цилиндропоршневой группы Замена изношенных деталей. Или применить метод ремонтных размеров.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
5) Падение давления масла. Износ разъёмных подшипников скольжения (вкладышей) Если шейки коленчатого вала достигли предельного состояния -применить метод ремонтных размеров: шейки коленчатого вала расточить, вкладыши заменить. Если нет то только заменить вкладыши.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
6) Утечка охлаждающей жидкости в картер. Разрушение резиновых уплотнений на гильзах. Разрушение прокладки головки блока цилиндров. Замена изношенных деталей.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
7) Прорыв газов между блоком и головкой цилиндров. 1) Разрушение прокладки головки блока цилиндров. 2) Деформация головки цилиндров. Замена изношенных деталей. При повреждении шлифованных поверхностей блока или головки восстановить плоскость разъёма шлифовкой.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
8) Прорыв газов в картер. Чрезмерный износ поршневых колец. Замена изношенных деталей.

основные неисправности КШМ и способы их устранения.

неисправность причина способ устранения
9) Повышенный расход масла. Разбиты канавки поршневых колец. Подобрать кольца соответствующего размера, либо заменить поршни с кольцами.

Конец

Автор Алексей Вяльцев