Кривошипный механизм

Повышенный отвод тепла поршнями из алюминиевых сплавов за счет лучшей теплопроводности позволяет увеличивать степень сжатия, что улучшает использование топлива в двигателе.

В связи с разным нагревом поршня по высоте зазоры между поршнем и цилиндром делаются неодинаковыми: для поршней из алюминиевых сплавов — от 0,02 - 0,08 в верхней и до 0,03 - 0,1 мм в нижней части поршня.

Юбке поршня

придается форма овала, большая ось которого располагается в плоскости качания шатуна; при овальной форме образуется одинаковый зазор между поршнем и цилиндром при деформации поршня от боковых сил и нагревания; овальная форма юбки поршня и прорези в нем способствуют устранению стуков поршня в непрогретом двигателе.

Для дополнительного снижения веса поршня нерабочие части его юбки (под торнами поршневого пальца) иногда вырезают. Эти вырезы используют также для прохода коленчатого вала.

Наружную поверхность нижней части поршня гальваническим методом покрывают тонким слоем олова (0,02 - 0,03 мм), который заполняет неровности поверхности, ускоряет приработку новых поршней к зеркалу цилиндра и уменьшает возможность повреждения зеркала цилиндра.

Поршневые кольца и пальцы

Поршневые кольца разделяются на две группы: компрессионные и маслосъемные. К первым относятся два-три верхних кольца, ко вторым — один-два нижних. У поршней карбюраторных двигателей ставят три или четыре кольца, а у дизелей из-за больших давлений в камере сгорания — четыре или пять (двигатель ЯМЗ-236). Если давление газов над поршнем считать за 100%, то после третьего кольца оно снижается до менее 0,1%.

Компрессионные кольца не допускают прорыва газов через зазор между поршнем и цилиндром; маслосъемное кольцо снимает излишки масла со стенок цилиндра, противодействуя попаданию его в камеру сгорания. Кольца имеют обычно прямой разрез, который позволяет кольцу пружинить. Концы колец в свободном состоянии расходятся на несколько миллиметров, поэтому при помещении поршня со сжатыми кольцами в цилиндр достигается плотное прилегание их к цилиндру. В таком состоянии зазор в разрезе равен от 0,2 до 0,4 мм.

В маслосъемных поршневых кольцах имеются радиальные вырезы, а в поршне, против кольцевых канавок, сделаны сверления на уровне расположения вырезов. Масло, собранное со стенок, попадает в отверстия в теле поршня и далее стекает в картер.

Особенно тщательно выполнена кольцевая группа в двигателе ЗИЛ-130 (рис. 11), состоящая из трех верхних компрессионных колец и одного нижнего маслосъемного. Главное (верхнее) компрессионное кольцо 6 находится в кольце 5, залитом в поршень для упрочнения канавки; нижнее и среднее компрессионные кольца 4, как обычно, находятся непосредственно в теле поршня. Маслосъемное кольцо составлено из двух дисковых колец /, распираемых радиальным 3 и осевым 2 расширителями.

Сочетание крайних колец обеспечивает герметичность объема над поршнем и съем масла со стенок цилиндра.

Расширители поддерживают плотное прилегание колец к цилиндру и поршню даже в случае износа колец и снижения их упругости. Высокая температура верхнего кольца отрицательно сказывается на работе расширителя, и он под это кольцо не ставится. Расширитель способствует снижению расхода масла и прорыву газов, особенно при работе двигателя с большими нагрузками.

Состояние поршневых колец в значительной степени определяет межремонтные пробеги автомобиля, так как они являются одной из наиболее подверженных износу деталей. Износ вызывает увеличение расхода масла, забрасывание свечей маслом, затрудняет пуск дви гателя, приводит к падению его мощности и к повышению расхода топлива. Все это заставляет менять кольца с неизбежной разборкой двигателя.

Для ускорения приработки компрессионных колец к зеркалу цилиндра и уменьшения потерь на трение наружная поверхность колец выполняется конической с углом 0,035-0,05 рад (2-3°). Верхнее компрессионное кольцо выполняют цилиндрическим, чтобы оно не отжималось от цилиндра газами, но с внутренней стороны кольца делают ступенчатую проточку, придающую поперечному сечению его несимметричную форму. Такое устройство вызывает при работе некоторый перекос кольца в канавке с неодинаковым прилеганием его к цилиндру, что дает почти такой же эффект, как и наличие наружной конической поверхности.

Износ поршневых колец получается неравномерным. Больше изнашивается кольцо со стороны, противоположной его стыку, поэтому в современных двигателях все больше применяются кольца с корректированием распределения радиального давления, что повышает продолжительность службы колец. Специальное распределение давления достигается при обточке колец по особому копиру.

Улучшение приработки и уменьшение коррозии колец достигается покрытием их поверхности тонкой пленкой окиси железа (оксидированием), которая заполняет неровности и делает износ в процессе приработки более равномерным. Для снижения износа наружную поверхность верхних колец подвергают пористому хромированию.

Изготовляют поршневые кольца из специального легированного серого чугуна.

Шарнирное соединение поршня с верхней головкой шатуна осуществляется при помощи поршневого пальца, располагающегося своими концами в специальных приливах стенок поршня; средняя часть поршневого пальца охватывается верхней головкой шатуна.

Внутренняя часть поршневого пальца выполняется цилиндрической (см. рис. 10) или коническо-цилиндрической; палец особенно массивен у дизелей.

В большинстве случаев палец свободно проворачивается в поршне и в шатуне (плавающий палец). Во избежание выхода пальца из поршня длина его делается несколько меньше диаметра поршня. Для предотвращения продольных сдвигов пальца в прилавках протачивают выемки около торцов пальца и в них устанавливают стопорные кольца 8 (см. рис. 10).

Для смазки трущихся поверхностей поршневого пальца имеются сверления в верхней головке шатуна и приливах поршня.

Пальцы изготовляют из высококачественной стали с цементацией наружной поверхности; иногда палец закаливается токами высокой частоты.

Шатунная группа

Шатун совершает сложное движение: верхняя его головка движется прямолинейно вместе с поршнем, а нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленчатого вала; при помощи шатуна поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Одновременно шатунами от поршня к валу передаются меняющиеся в широких пределах усилия от давления газов и сил инерции. Шатун состоит из двухосновных частей: стержня 6 (рис. 12) с верхней 5 и нижней 9 головками и крышки . Шатун работает в тяжелых условиях, поэтому для обеспечения повышенной прочности шатуна поперечное сечение 2 его стержня выполняется двутавровым, расширяющимся к нижней головке. Для уменьшения трения и износа поршневого пальца в верхней головке шатуна запрессовывается бронзовая втулка 3, для смазки трущихся поверхностей имеются отверстия 4.

 Скачать реферат