Устройство кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм (рис.) воспринимает давление газов при такте их сгорания и расширения и превращает прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Кривошипно-шатунный механизм состоит из блока цилиндров с головками, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера.

Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизм

 

Блок цилиндров

Блок цилиндров является основной деталью двигателя, к которой прикреплены остальные механизмы и детали. Цилиндры в блоке могут быть расположены в два ряда под углом 90°, как в двигателе МеМЗ-968 автомобиля ЗАЗ-968 (рис., а), либо в один ряд вертикально, как в двигателе ВАЗ-2101 (рис., б), или под углом 20° от вертикали, как в двигателе «Москвич-412».

Расположение цилиндров

В двигателе МеМЗ-968 цилиндры отлиты из чугуна вместе с ребрами охлаждения и установлены в гнезда картера (каждый отдельно), отлитого из магниевого сплава. Внутренняя поверхность цилиндра является на-правляющей для поршней. Она имеет строго определенные размеры и тщательно отполированную поверхность - зеркало цилиндра. Сверху каждый ряд из двух цилиндров закрыт общей головкой, отлитой из алюминиевого сплава. Головки прижаты к цилиндрам, а цилиндры - к картеру при помощи шпилек с гайками (рис.).

Картер и головка цилиндров двигателя МеМЗ-968

Под борт нижней части цилиндра подложена картонная прокладка. Уплотнение между головкой и цилиндром достигается с помощью пояска на головке цилиндров и проточки на торце цилиндра.

Блок цилиндров двигателя ВАЗ-2101 отлит из чугуна. Цилиндры в блоке размещены вертикально в один ряд (рис.).

Блок цилиндров двигателя ВАЗ-2101

Вверху они имеют сухие короткие вставные гильзы из антикоррозионного, износостойкого чугуна. В этой же отливке выполнены картер и стенки рубашки охлаждения, окружающей цилиндры двигателя.

В двигателе «Москвич-412» цилиндры выполнены отдельно в виде вставных гильз, омываемых охлаждающей жидкостью (рис.).

Блок цилиндров двигателя Москвич-412

Такие гильзы называют мокрыми. Гильзы вставлены в гнезда картера и уплотнены прокладкой. Сверху цилиндры закрыты головкой из алюминиевого сплава. В двигателе МеМЗ-968 две головки (по одной на каждый ряд цилиндров) с ребрами охлаждения. Головки цилиндров двигателей ВАЗ-2101 и «Москвич-412» имеют рубашки охлаждения. В головках цилиндров выполнены камеры сгорания с отверстиями для свечей зажигания, впускные и выпускные каналы с вставными седлами. Герметичность прилегания головки к блоку цилиндров в этих двигателях обеспечивается установкой между ними металло-асбестовой прокладки. Головка к блоку прикреплена шпильками с гайками.

Поршень

Поршень воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Он представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава (рис.).

Поршни двигателей

 а - МеМЗ-968   б - ВАЗ-2101  в - Москвич-412

В верхней части поршня расположена головка с канавками для поршневых колец. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца. Отверстие под палец смещено от продольной оси поршня для уменьшения сил, прижимающих поршень к стенке цилиндра.

При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширяется. Если между ним и зеркалом цилиндра не будет необходимого зазора, возможно заклинивание поршня в цилиндре и прекращение работы двигателя. Однако большой зазор между поршнем и зеркалом цилиндра также нежелателен, поскольку это приводит к выходу части газов в картер двигателя, падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя. Чтобы поршень не заклинивался при прогретом двигателе, го-ловку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, а саму юбку в поперечном сечении изготовляют не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большей осью в плоскости, перпендикулярной к поршневому пальцу. С этой же целью на юбке поршня выполняют разрез.

Устройство поршней рассматриваемых двигателей принципиально одинаковое, однако они отличаются диаметром, а также рядом других особенностей, присущих только данному двигателю.

Для правильной сборки поршня с шатуном на днищах головок большинства поршней выбита стрелка, определяющая положение поршня при сборке.

После механической обработки поршни покрывают оловом, что способствует лучшей приработке и уменьшению износа их в первоначальный период работы двигателя.

Поршневые кольца

Поршневые кольца, применяемые в двигателях, делятся на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уменьшают прорыв газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла с зеркала цилиндров и не допускают проникновения масла в камеру сгорания. Кольца изготовлены из чугуна или стали и имеют разрез - замок.

При установке поршня в цилиндр поршневое кольцо предварительно сжимают. Разжимаясь, оно плотно прилегает к зеркалу цилиндра. На кольцах имеются фаски, за счет которых кольцо несколько перекашивается и быстрее притирается к зеркалу цилиндра. На поршнях описываемых двигателей установлено по два чугунных компрессионных кольца и по одному масло-съемному. Маслосъемное кольцо отличается от компрессионного тем, что в нем для масла имеются сквозные прорези. В двигателе МеМЗ-968 маслосъемное кольцо собрано из четырех отдельных элементов - двух тонких стальных разрезных колец и двух гофрированных стальных расширителей (осевого и радиального). Под маслосъемное кольцо двигателя ВАЗ-2101 установлено радиальное расширительное кольцо.

Для улучшения приработки колец их наружные поверхности покрывают тонким слоем олова. Верхнее компрессионное кольцо для уменьшения износа покрывают слоем пористого хрома. При установке колец на поршень их замки следует размещать в разные стороны.

Поршневой палец

Поршневой палец, (рис.) шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Палец изготовлен в виде пустотелого цилиндрического стержня, наружная поверхность которого закалена путем нагрева токами высокой частоты.

Поршневой палец

На двигателях МеМЗ-968 и «Москвич-412» применяют «плавающие» пальцы, которые могут свободно поворачиваться в верхней головке шатунов и в бобышках поршня, что способствует равномерному их износу.

Во избежание задиров цилиндров в местах выхода пальца из бобышек осевое его перемещение ограничивается двумя разрезными стальными кольцами, установленными в выточках бобышек поршня. Поршневой палец двигателя ВАЗ-2101 закреплен в верхней головке шатуна за счет плотной посадки его в разогретую головку.

Шатун

Шатун служит для соединения коленчатого вала с поршнем. Через шатун усилие, возникающее на поршне при такте сгорания рабочей смеси и расширения газов, передается на коленчатый вал. При вспомогательных тактах (впуск, сжатие и выпуск) поршень приводится в действие от коленчатого вала через шатун.

Шатун состоит из стального стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок (см. рис.). В верхней головке установлен поршневой палец, а нижняя закреплена на шатунной шейке коленчатого вала.

Для уменьшения трения в верхнюю головку шатунов двигателей МеМЗ-968 и «Москвич-412» запрессована бронзовая втулка, а в нижнюю, состоящую из двух частей, установлены вкладыши. Обе части нижней головки шатуна скреплены двумя болтами, гайки которых (кроме двигателя ВАЗ-2101), во избежание самоотвертывания при работе двигателя, зашплинтованы. На стержне шатуна выштампован номер детали, а на крышке - метка. Номер на шатуне и метка на его крышке всегда должны быть обращены в одну сторону. К нижней головке шатуна масло попадает через канал в коленчатом валу, а к верхней - через прорезь. Из нижней головки шатуна масло через отверстие разбрызгивается на стенки цилиндров.

Коленчатый вал

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатуна, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается на трансмиссию. Коленчатый вал большинства автомобильных двигателей изготовлен из чугуна. Он состоит из опорных коренных шеек, шатунных шеек, щек и противовесов (рис.). На переднем конце вала выполнены шпоночные канавки для крепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора. В торце вала выточено нарезное отверстие для закрепления храповика. На другом конце вала, имеющего маслосбрасывающий буртик или маслосгонную резьбу, прикреплен маховик.

Коленчатый вал с маховиком

В торце вала (кроме двигателя МеМЗ-968) высверлено углубление для установки подшипника ведущего вала коробки передач. Коленчатый вал имеет четыре шатунные шейки, расположенные под определенным углом, и пять или три коренных шейки. Расположение шатунных шеек коленчатого вала многоцилиндровых двигателей под определенным углом необходимо для равномерного чередования рабочих ходов.

Значительные нагрузки на шейки коленчатого вала вызывают необходимость применения специальных подшипников. Их выполняют в виде тонкостенных вкладышей, покрытых для уменьшения трения тонким слоем антифрикционного сплава. Передние и задние коренные подшипники коленчатого вала двигателя МеМЗ-968 выполнены в виде неразъемных втулок. Вкладыши коренных подшипников установлены в гнезда ребер и стенок картера (рис.), а вкладыши шатунных - в нижние разъемные головки шатунов (см. рис.). От проворачивания и смещения вкладыши стопорятся выступами, входящими в соответствующие выемки гнезд и крышек подшипников. Крышки коренных подшипников прикреплены болтами, ввернутыми в отверстия стенок и ребер картера, и зашплинтованы проволокой попарно либо замковыми пластинами или с помощью пружинных шайб.

Вкладыши коренных подшипников

Противовесы изготовлены как одно целое со щеками вала. Они предназначены для разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил, которые увеличивают износ подшипников. От коренных шеек к шатунным просверлены каналы для подачи масла.

Маховик

Маховик способствует уменьшению неравномерности работы двигателя, выведению поршней из мертвых точек, облегчению пуска двигателя и плавному троганию автомобиля с места. Он изготовлен в виде массивного чугунного диска (см. рис.) и прикреплен к фланцу  коленчатого вала болтами с гайками. Для предотвращения нарушения балансировки маховик установлен на несимметрично расположенные штифы и болты.

Картер двигателя

Картер двигателя (кроме двигателя МеМЗ-968) отлит заодно с блоком цилиндров и является основной деталью. К картеру прикреплены детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. В двигателе МеМЗ-968 к картеру, отлитому из магниевого сплава, прикреплены чугунные цилиндры. Снизу картер закрыт поддоном, выштампованным из тонкого стального листа или отлитым из алюминиевого сплава.

Поддон

Поддон является резервуаром для масла и в то же время защищает детали двигателя от пыли и грязи. В нижней части поддона предусмотрено отверстие для выпуска масла, закрываемое резьбовой пробкой. Поддон прикреплен к картеру болтами. Во избежание утечки масла между поддоном и картером установлены пробковые прокладки и резиновые уплотнители.

Крепление двигателя должно быть надежным и в то же время допускать смягчение толчков, возникающих при работе двигателя и движении автомобиля. Каждый элемент крепления состоит из одного или двух резиновых дисков, стальных шайб, втулок и болтов. Двигатели могут быть закреплены на раме в трех или четырех точках.

 
remont/remont_vaz/ustrojstvo_krivoshipno-shatunnogo_mexanizma.txt · Последние изменения: 2011/03/15 17:17 (внешнее изменение)
  Архивный форум
Rambler's Top100
Recent changes RSS feed Powered by PHP Valid XHTML 1.0 Valid CSS Driven by DokuWiki