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 цили

ндрах 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 головкиблока

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.

 Скачать реферат