Кшм и грм реферат
Обновлено: 02.07.2024
Газораспределительный механизм служит для открытия и закрытия клапанов, что позволяет наполнять цилиндры двигателя горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизели), выпускать отработавшие газы и наделено изолировать камеру сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.
МЕХАНИЗМЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИХ ДЕТАЛЕЙ
Четырехтактные автомобильные двигатели имеют клапанные механизмы Газораспределения, в которых впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов происходит при помощи впускных и выпускных клапанов. В двухтактных двигателях газораспределение осуществлено при помощи шатунно-кривошипного механизма или смешанной системы.
Во время такта сжатия и рабочего хода -клапан 16 |рис. 1, б) неподвижен а под действием пружины 19 плотно прижат к седлу 15.
Рис. 1. Газораспределительные механизмы:
а - с нижним расположением клапанов к распределительного вала; б — с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала; в — с верхним расположением клапанов и распределительного вала; 1, 15 и 39 — седла клапанов; 2, 16 и 35 — клапаны; 3, 17 и 38 — направляющие втулки; 4 и 19 — пружины; 5 и 13 — сухари; 6 и 12 — тарелки пружин клапанов; 7 — регулировочный болт; 8, 22 и 33 — контргайки; 9 и 27 — толкатели; 10, 25 и 29 — кулачки распределительных валов; 11 — маслоотражательный колпачок клапана; 14 — свеча зажигания; 18 — опорная шайба; 20 — крышка головки блока; 21 и 30 — коромысла; 23 и 52 — регулировочные винты; 24 и 51 — оси коромысел;. 25 - штанга; 26 - блок цилиндров; 54 — наконечник; 55 - внешняя пружина; 37 - внутренняя пружина
При вращении распределительного вала кулачок 23 набегает на толкатель 27 и поднимает его вместе со штангой 25 вверх. Штанга поворачивает на оси 24 коромысло 21, которое нажимает на стержень клапана. Вследствие этого клапан опускается вниз и цилиндр двигателя соединяется с впускным или выпускным трубопроводом. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок выходит из-под толкателя 27, и клапанный механизм под действием пружины возвращается в первоначальное положение. Толкатель, перемещающийся в отверстии блока 26 цилиндров, опускается вниз. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт 23, имеющий контргайку 22. Клапан с пружиной 19 соединяется при помощи тарелки 12 и сухарей 13. Пол нижний конец пружины установлена опорная шайба 18.
При вращении распределительного вала, установленного на головке блока (рис. 1 в), кулачок 29 набегает на плечо коромысла 30, и оно поворачивается на оси 31. Наконечник 34 регулировочного винта 32 нажимает на стержень клапана 55, пружины 36 и 37 сжимаются, и клапан открывается. После выхода кулачка из-под коромысла клапан под действием пружин плотно садится на седло 9.
ДЕТАЛИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА
Рис. 2. Приводы газораспределительного механизма:
В четырехтактном двигателе за рабочий цикл в каждом цилиндре по одному разу должны открываться и закрываться впускной и выпускной клапаны, т. е. распределительный вал должен сделать один оборот, а коленчатый вал — два. Для этого шестерня распределительного вала, если привод состоит из двух шестерен, имеет в 2 раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала. При сборке двигателя необходимо по меткам соединять шестерни, установленные на коленчатом и распределительном валах, а при сборке дизеля также и шестерни привода топливного насоса.
Распределительный вал. Для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов на распределительном валу имеются кулачки. Закрытие и открытие клапанов обеспечивается распределительным валом и пружинами клапанов. Распределительный вал 1 (рис. 3) вместе с кулачками 5
Рис.3. Распределительный вал дизеля ЯМЗ-236 и сопрягаемые с ним детали:
У четырехцилиндрового двигателя распределительный вал имеет восемь кулачков, у шестицилиндрового — двенадцать, у восьмицилиндрового — шестнадцать, т. е. по два кулачка на цилиндр. Каждый кулачок управляет одним клапаном — впускным или выпускным.
На распределительном валу могут находиться также шестерня привода распределителя зажигания и масляного насоса (двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130) и эксцентрик привода топливного насоса. Эксцентрик может быть изготовлен как одно целое с распределительным валом или привернут к нему болтом (двигатель автомобиля ГАЗ-53А). Рабочие поверхности кулачков, опорных шеек, эксцентриков и шестерен стальных распределительных валов подвергают термической обработке и шлифованию для увеличения их надежности и износостойкости. У чугунных валов для этих же целей кулачки и опорные шейки отбеливают.
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих силу давления газов, во вращательное движение коленчатого вала.
Детали КШМ делят на две группы, это подвижные и неподвижные детали:
подвижные: поршень с кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый вал, маховик.
неподвижные: блок цилиндров (является остовом двигателя внутреннего сгорания), головка блока, прокладка, поддон (картер).
Кривошипно-шатунный гидравлический поворотный механизм
Кривошипно-шатунный механизм используется в двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах, поршневых насосах.
К первым относятся поршень с кольцами и поршневым пальцем, шатун, коленчатый вал и маховик, ко вторым - блок цилиндров, головка блока, прокладка головки блока и поддон (картер), В обе группы входят также и крепежные детали.
БЛОК ЦИЛИНДРОВ
Блок цилиндров или блок-картер является остовом двигателя. На нем и внутри него располагаются основные механизмы и детали систем двигателя. Блок 1 цилиндров (рис.1) может быть отлит из серого чугуна (двигатели автомобилей ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320) или из алюминиевого сплава (двигатели автомобилей ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А и др.). Горизонтальная перегородка делит блок цилиндров на верхнюю и нижнюю части, В верхній плоскости блока и в горизонтальной перегородке расточены отверстия для установки гильз цилиндров. В цилиндре, являющемся направляющей при движении поршня, совершается рабочий цикл двигателя. Гильзы могут быть мокрыми или сухими. Гильзу цилиндра называют мокрой, если она омывается жидкостью системы охлаждения, и сухой, если непосредственно не соприкасается с охлаждающей жидкостью.
Рис.1. Блок цилиндров и головка блока V-образного двигателя:
1 - блок цилиндров; 2 - прокладка головки блока; 3 - камера сгорания; 4 - головка блока; 5 - гильза цилиндра; 6 - уплотнительное кольцо; 7 - шпильки
Цилиндры могут быть отлиты из серого чугуна вместе со стенками водяной рубашки 2 (рис.2, а) в виде одного блока 1 или в виде отдельных гильз 4, 5 и 6 (рис.2, б, в и г), устанавливаемых в блок. Двигатели, имеющие цилиндры, изготовленные в виде сменных мокрых гильз, проще ремонтировать и эксплуатировать (двигатели автомобилей ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320 и др.).
Внутренняя поверхность цилиндра, внутри которой перемещается поршень, называется зеркалом цилиндра. Ее тщательно обрабатывают для уменьшения трения при движении в цилиндре поршня с кольцами я часто закаливают для повышения износостойкости и долговечности. Гильзы в блок цилиндров устанавливают так, чтобы охлаждающая жидкость не проникала в них и в поддон, а газы не прорывались из цилиндра. Необходимо предусмотреть и возможность изменения длины гильз в зависимости от температуры двигателя. В целях фиксации вертикального расположения гильз они имеют специальный бурт для упора в блок цилиндров и установочные пояса.
Рис.2. Схемы цилиндров двигателей:
а - без гильз, но с короткой вставкой (автомобилей ЗИЛ-157К, ГАЗ-52-04); б и б"с "мокрой" гильзой (дизели ЯМЗ-236 и автомобиля КамАЗ-5320); г - с "мокрой" гильзой, в которую запрессована коротка я вставка (на автомобилях ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.); 1 - блок цилиндров 2 - водяная рубашка; 3 - вставка; 4, 5 и 6 - гильзы цилиндров; 7 - уплотнительные кольца (резиновые или медные, устанавливаемые под бурт)
Мокрые гильзы в нижней части уплотняют резиновыми кольцами, размещаемыми в канавках блока цилиндров (двигатели автомобиля КамАЗ-5320), в канавках гильз (двигатели автомобилей МАЗ-5335, ЗИЛ-130 и др.), или медными кольцевыми прокладками, устанавливаемыми между блоком и опорной поверхностью нижнего пояса гильзы (двигатели автомобилей ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А и др.) - Верхний торец гильзы выступает над плоскостью блока цилиндров на 0,02-0,16 мм, что способствует лучшему обжатию прокладки головки блока и надежному уплотнению гильзы, блока и головки блока.
Во время работы двигателя в верхней части цилиндров сгорает рабочая смесь. Горение сопровождается выделением продуктов окисления, которые вызывают коррозию цилиндров. Для повышения износостойкости цилиндров в некоторых двигателях применяют вставки 3 из антикоррозионного чугуна. Их запрессовывают в блок цилиндров (двигатели автомобилей ЗИЛ-130К, ГАЗ-52-04) или в гильзы цилиндров (двигатели автомобилей ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.). Это усложняет технологию изготовления двигателя. В перспективе конструкторы предполагают использовать специальные металлы, что позволит отказаться от применения вставок в цилиндрах.
Поперечные вертикальные перегородки внутри блока цилиндров совместно с передней и задней стенками обеспечивают его необходимую прочность и жесткость. В этих перегородках, а также в передней и задней стенках блока расточены гнезда под верхние половины коренных подшипников коленчатого вала. Нижние половины коренных подшипников помещены в крышках, прикрепленных к блоку на шпильках или болтами.
В V-образных двигателях один из рядов блока цилиндров несколько смещен относительно другого, что вызвано расположением на шатунной шейке коленчатого вала двух шатунов: одного для правого, а другого - для левого блоков. Так, в V-образных двигателях автомобилей ГАЗ-53А левый блок цилиндров смещен вперед (по ходу автомобиля) на 24 мм, а автомобилей ЗИЛ-130 - на 29 мм относительно правого блока. Нумерация цилиндров указана вначале для правого блока цилиндров (по ходу автомобиля), а затем для левого; ближайший к вентилятору цилиндр имеет номер один и т.д.
Похожие страницы:
Газораспределительный механизм в автомобилях
. деталей газораспределительного механизма. Гидравлические компенсаторы зазоров в газораспределительном механизме обеспечивают . Патриот, 1992 – 320 с. Приложение Рисунок 1 Газораспределительные механизмы: а — с нижним расположением распределительного вала; б, .
Техническое обслуживание и ремонт газораспределительного механизма карбюраторного двигателя ВАЗ-2110
. . Газораспределительный механизм состоит из: распределительного вала; механизма привода распределительного вала; клапанного механизма. Работу газораспределительного механизма рассмотрим .
Механизм газораспределения
. . Марка автомобиля _ВАЗ 2103____ Рис. Газораспределительный механизм с верхним расположением распределительного вала и . . Марка автомобиля __КАМАЗ 740____________ Рис. Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала: 1 – .
Газораспределительный механизм ГАЗ-
. смазки обеспечивает постоянную техническую готовность механизмов, агрегатов и двигателя в целом. 2.Устройство системы . , вывешенном только на одних подъемных механизмах (домкратах, талях и т. д.), запрещается. Нельзя подкладывать .
Синтез и анализ механизма двигателя внутреннего сгорания
. газораспределительного механизма представлена на рисунке 2.2. Рисунок 2.2 - Схема газораспределительного механизма 3 Синтез рычажного механизма Синтез рычажного механизма предусматривает .
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. Для обеспечения нормальной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы:
- кривошипно-шатунный механизм;
Содержание
1.Введение
2.Устройство КШМ
3. Неисправности КШМ и способы их устранения
4. Инструменты применяемые при выполнении технического обслуживания и ремонта КШМ.
5 .Техническое обслуживание и ремонт КШМ.
6. Техника Безопасности при ремонте
Вложенные файлы: 1 файл
Курсовая.docx
Реферат
Выполнил обучающийся гр. 326
Макаров Е.С.
Проверил преподаватель
Попов С.С.
Содержание
1.Введение
2.Устройство КШМ
3. Неисправности КШМ и способы их устранения
4. Инструменты применяемые при выполнении технического обслуживания и ремонта КШМ.
5 .Техническое обслуживание и ремонт КШМ.
6. Техника Безопасности при ремонте
1. Введение
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. 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 преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих силу давления газов, 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.
2. Устройство КШМ.
Схема КШМ:
1.Вкладыш (подшипник скольжения).
2.Втулка верхней головки шатуна.
3.Поршневые кольца.
4.Поршень.
5.Поршневой палец.
6.Стопорное кольцо.
7.Шатун.
8.Коленчатый вал.
9.Крышка шатунного подшипника (крышка вкладыша)
Поршень.
Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или на оборот,- нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.
Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки,где размещаются поршневе кольца (компресионные и маслосъемные ). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удале нию излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.
Шатун.
Коленчатый вал.
Изготовлен из стали или чугуна высокой прочности. Коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками и вращающихся в подшипниках скольжения. Щеки создают противовес шатунным шейкам. Основная функция коленчатого вала состоит в восприятии усилия от шатуна для преобразования его в крутящий момент. Внутри щек и шеек вала предусмотрены отверстия для подачи под давлением масла системой смазки двигателя.
Маховик устанавливается на конце коленчатого вала. На сегодняшний день находят широкое применение двухмассовые маховики, имеющие вид, упруго соединенных между собой дисков. Зубчатый венец маховика принимает непосредственное участие в запуске двигателя через стартер.
Блок и головка блока цилиндров.
Блок цилиндров и головка блока цилиндра отливается из чугуна ( реже – сплавов алюминия). В блоке цилиндров предусмотрены рубашки охлаждения, постели для подшипников коленчатого и распределительного валов, а также точки крепления приборов и узлов. Сам цилиндр выполняет функцию направляющей для поршней. Головка блока цилиндра располагает в себе камеру сгорания, впускные - выпускные каналы, специальные резьбовые отверстия для свечей системы зажигания, втулки и запрессованные седла. Герметичность соединения блока цилиндров с головкой обеспечены прокладкой. Кроме того, головка цилиндра закрыта штампованное крышкой, а между ними, как правило, устанавливается прокладка из маслостойкой резины.
3. Неисправности КШМ и способы их устранения.
Неисправность ступицы шкива коленчатого вала
Ослаблено крепление гидротрансформатора
Ослаблены или пережаты приводные
ремни
Неисправна система выпуска отработавших газов
Трещина в маховике
Увеличен зазор в коренном подшипнике
Увеличен зазор в шатунном подшипнике
Заменить шкив коленчатого вала
Затянуть болты крепления гидротрансформатора
Заменить или натянуть приводные ремни согласно нормам
Проверить и при необходимости отремонтировать систему выпуска
отработавших газов
Осмотреть и при необходимости заменить маховик
Заменить коренной подшипник
Заменить шатунный ПОДШИПНИК
Легкий стук прогретого
двигателя
Детонация двигателя
Ослаблено крепление гидротрансформатора
Утечка выхлопных газов в системе выпуска отработавших газов
Увеличенный зазор в подшипника шатуна
Проверить качество топлива
Проверить и установить необходимый угол опережения зажигания
Затянуть болты крепления гидротрансформатора
Проверить и затянуть болты крепления, при необходимости заменить прокладку
Заменить подшипник шатуна
Стук при запуске, который
длится несколько секунд
Моторное масло низкого качества или не соответствует климатическим условиям эксплуатации неисправен регулировочный механизм зазора в приводе клапана (гидротолкатель)
Увеличенное осевое перемещение коленчатого вала
Увеличенный зазор в переднем коренном подшипнике
Проверить масло, при необходимости заменить новым, соответствующим климатическим условиям
Прочистить, проверить и в случае необходимости заменить гидротолкатель
Заменить упорный подшипник коленчатого вала
Заменить передний коренной подшипник
Стук прогретого двигателя в
режиме холостого хода
Ослаблены или изношены приводные ремни
Неисправен генератор или компрессор системы кондиционирования воздуха
Моторное масло не соответствует климатическим условиям эксплуатации
Увеличенный зазор в соединении поршень -поршневой палец
Увеличен зазор между цилиндром и поршнем
Натянуть, при необходимости заменить приводные ремни
Осмотреть, при необходимости заменить (отремонтировать) генератор или компрессор
Проверить масло, при необходимости заменить новым, соответствующим климатическим условиям
эксплуатации
Заменить поршень и (или) поршневой палец
Заменить поршень, при необходимости расточить цилиндр и хонинговать
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Лекция 9. Механизмы двигателя
Кривошипно-шатунный механизм. Газораспределительный механизм.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ):- назначение и устройство, условия работы, особенности конструкций основных узлов и деталей.
Газораспределительный механизм (ГРМ); диаграмма фаз газораспределения. Декомпрессионный механизм.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)
К р и в о ш и п н о - ш а т у н н ы й м е х а н и з м (КШМ) служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
КШМ состоит из н е п о д в и ж н ы х и п о д в и ж н ы х деталей. Группу неподвижных деталей составляют блок цилиндров, головки цилиндров, гильзы, вкладыши, крышки коренных подшипников.
группу подвижных деталей входят поршни, поршневые кольца, порш-невые пальцы, шатуны, коленчатый вал с маховиком.
Неподвижные детали КШМ. Б л о к ц и л и н д р о в является базовой деталью (остовом) двигателя (рис. 1). На нем устанавливаются все основные механизмы и системы двигателя.
Рис. 1. Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма V-образного двигателя: 1 – крышка блока зубчатых колес ГРМ; 2 – сталеасбестовая прокладка; 3 – головка блока цилиндров; 4, 10 – входные отверстия водяной рубашки;
5, 9 – выходные отверстия водяной рубашки; 6, 8 – каналы для подачи горючей смеси; 11 – седло клапана; 12 – мокраягильза; 13 – шпильки крепления; 14 –верхняя часть; 15 – блок ци-линдров; 16 – гнезда гильз; 17 – резиновое уплотнительное кольцо; 18 – водяная рубашка; 19 вставка
автотракторных многоцилиндровых двигателях с жидкостным охлаж-дением все цилиндры выполняются в виде общей отливки, которая и называет-ся блоком цилиндров. Такая конструкция обладает наиболее высокой жестко-стью и хорошей технологичностью. С раздельными цилиндрами в настоящее
время выполняются только двигатели воздушного охлаждения.
Блок цилиндров работает в условиях значительного до 2000 °С и нерав-номерного нагрева и давления (9,0…10,0 МПа). Чтобы противостоять действию значительных силовых и температурных нагрузок, блок цилиндров должен об-ладать высокой жесткостью, обеспечивающей минимальные деформации всех его элементов, гарантировать герметичность всех полостей (цилиндры, рубаш-ка охлаждения, каналы и т. д.), иметь высокий срок службы, простую и техно-логичную конструкцию.
Для изготовления блока цилиндров применяют серый или легированный чугун, а также алюминиевые сплавы. Наиболее предпочтительным материалом для изготовления блока цилиндров в настоящее время является чугун, т.к. он дешев, обладает большой прочностью и мало поддается температурным де-формациям. Иногда блок цилиндров отливают из высокопрочного хромомедно-го чугунв.
Существенным недостатком блоков из алюминиевых сплавов является их повышенное тепловое расширение и относительно невысокие механические ка-чества.
Расположение цилиндров может быть однорядным (вертикальным или наклонным), двухрядным или V-образным, с углом развала между цилиндрами 60°, 75°, 90°. Двигатели с углом развала 180° называются оппозитными. V-образная компоновка получила широкое распространение, так как обеспечивает большую компактность и меньшую удельную массу двигателя.
На двигателях с однорядным расположением цилиндров их номеруют, начиная с переднего. На V-образных двигателях номера присваивают вначале правому ряду цилиндров, начиная с переднего, а затем маркируют левый ряд.
Цилиндр в большинстве автотракторных двигателей выполняется в виде гильз, устанавливаемых в блок. Гильзы по способу установки делятся на сухие и мокрые.
Мокрые гильзы, омываемые снаружи охлаждающей жидкостью, обеспе-чивают лучший тепло отвод. Герметичность мокрой гильзы обеспечивают уп-лотнением нижней части резиновым кольцом 17 (рис. 1) и установкой медной прокладки под верхним буртиком. Применение мокрых гильз улучшает отвод от цилиндров избыточного тепла, однако снижает жесткость блока цилиндров.
Сухие гильзы используются преимущественно в двухтактных двигателях, где применение мокрых гильз затруднительно.
Гильза воспринимает высокое давление рабочих газов, имеющих значи-тельную температуру. Поэтому гильзы изготовляют, как правило, из ковкого легированного чугуна или хромомарганцевого чугуна методом центробежного литья, хорошо противостоящего эрозийному и абразивному износу. Внутренняя поверхность гильзы – зеркало цилиндра – тщательно обработана. Иногда зерка-ло цилиндра покрывается плазменным керамическим напылением на основе двуокиси циркония.
Поскольку условия работы верхней части гильзы наиболее тяжелые, а из-нашивается она наиболее интенсивно, в современных двигателях равномер-ность износа цилиндров по высоте обеспечивается короткими вставками 19 из
противокоррозийного высоколегированного аустенитного чугуна.
Г о л о в к а ц и л и н д р о в 3 (рис. 1) служит для размещения камер сгорания, впускных и выпускных клапанов, свечей зажигания или форсунок. В процессе работы двигателя головка цилиндров подвергается воздействию вы-соких температур и давлений. Нагрев отдельных частей головки неравномерен, т.к. одни из них соприкасаются с продуктами сгорания, имеющими температу-ру до 2500°С, а другие омываются охлаждающей жидкостью. Основные требо-вания к конструкции головки цилиндров – высокая жесткость, исключающая деформации от механических нагрузок и коробление при рабочих температу-рах; простота; технологичность конструкции и небольшая масса.
Головка цилиндров выполняется отливкой из серого легированного чугу-на, хромомолибденового чугуна или алюминиевого сплава. Часто на поверхно-сти камер сгорания, впускных и выпускных каналов наносится плазменное ке-рамическое покрытие на основе двуокиси циркония. Выбор материала зависит от типа двигателя. В карбюраторных двигателях, где сжимается горючая смесь, предпочтение отдается более теплопроводным алюминиевым сплавам, т. к. это обеспечивает бездетонационную работу. В дизельных двигателях, где сжимает-ся воздух, головка цилиндров из чугуна способствует повышению температуры стенок камер сгорания, что улучшает протекание рабочего процесса, особенно при запуске в холодное время.
Головки цилиндров могут выполняться индивидуальными или общими. Индивидуальные головки, как правило, применяют в двигателях воздушного охлаждения. В большинстве двигателей, имеющих жидкостное охлаждение, применяют общие головки для каждого ряда цилиндров. В некоторых случаях, при большой длине блока цилиндров, применяют головки для группы цилинд-ров.
карбюраторных двигателей и у некоторых типов дизелей обычно каме-ры сгорания располагают в головках цилиндров. Форма и расположение камер сгорания, впускных и выпускных каналов являются важным конструктивным параметром, определяющим мощностные и экономические показатели двигате-лей. Форма камеры сгорания должна обеспечивать наилучшие условия для на-полнения цилиндра свежим зарядом, полное и бездетонационное сгорание сме-си, а также хорошую очистку цилиндра от продуктов сгорания.
Подвижные детали КШМ. П о р ш е н ь (рис. 2, а) воспринимает дав-ление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал.
двухтактных двигателях наряду с этим поршень выполняет роль золотника механизма газораспределения. Поршни работают в весьма тяжелых условиях: они испытывают воздействие горячих газов и воспринимают большие динами-ческие нагрузки. В связи с тяжелыми условиями работы поршень должен обла-дать высокой прочностью, небольшой массой, хорошей теплопроводностью и износостойкостью.
Для современных двигателей, работающих с большой частотой вращения коленчатого вала и с большими нагрузками, наиболее полно этим требованиям отвечают поршни, изготовленные из алюминиевого сплава или из высококрем-нистого алюминиевого сплава с содержанием кремния 12%. Для тихоходных
двигателей поршни изготовляют из чугуна. Иногда в алюминиевых поршнях под верхнее компресионное кольцо используются неризистовые вставки. Воз-можно покрытие днища поршня плазменным напылением составами на основе двуокиси циркония. Алюминиевые поршни дизельных двигателей могут иметь камеру сгорания с анодированными кромками.
Применение поршней из алюминиевых сплавов дает возможность сни-зить конструкционную массу и, следовательно, силы инерции на 20…30% по сравнению с чугунными. Наряду с этим поршни из алюминиевого сплава име-ют и недостатки: меньшую механическую прочность, повышенный износ, больший коэффициент линейного расширения (в 2…2,5 раза).
Поскольку поршень непосредственно охлаждаться не может, он нагрева-ется значительно сильнее, чем охлаждаемая гильза. Для предотвращения за-клинивания поршня его устанавливают в цилиндр с зазором. Поскольку днище
головка поршня нагреваются интенсивнее, чем юбка, зазор между цилиндром
головкой делают большим. Иногда для обеспечения охлаждения поршня ис-пользуются специальные форсунки в смазочной системе, которые подают раз-брызгивают масло на внутреннюю поверхность поршня.
Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы двигателя
В кривошипно-шатунный механизм многоцилиндрового двигателя входят блок цилиндров, головки цилиндров с уплотнительными прокладками, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, маховик, поддон картера.
Блок цилиндров отливается из серого чугуна или алюминиевого сплава.
У автомобильных двигателей применяют рядное расположение цилиндров, когда цилиндры располагаются в ряд один за другим в одной плоскости, и V-образные, при котором один ряд цилиндров расположен к другому ряду обычно под углом 90°.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Цилиндры двигателей могут быть образованы стенками самого блока или выполнены в виде сменных гильз.
Головка цилиндров изготовляется общей все цилиндры одного ряда в виде отливки из алюминиевого сплава чугуна. Против каждого из цилиндров она имеет углубление, образующее камеру сгорания. Головка блока цилиндров крепится к блоку цилиндров шпильками или болтами.
Блок цилиндров закрывается снизу подвдном. Для устранения пропуска газов при работе двигателя и утечки охлаждающей жидкости между блоком и головками цилиндров устанавливаются уплотнительные прокладки.
Коленчатый вал воспринимает усилия от поршней и передает образующийся крутящий момент механизмам трансмиссии. Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, носка, фланца и противовесов. Шейки коленчатого вала соединяются щеками, которые с шатунными шейками образуют кривошипы коленчатого вала. Количество и расположение шеек зависят от числа и расположения цилиндров и числа тактов двигателя.
На переднем конце (носке) вала устанавливают шестерню, шкив, храповик для пусковой рукоятки. Шестерня коленчатого вала находится в постоянном зацеплении с шестерней распределительного вала. Шкив коленчатого вала служит для привода вентилятора, водяного насоса, компрессора, генератора и насоса гидроусилителя рулевого управления.
На заднем конце коленчатого вала к фланцу крепится маховик.
Противовесы предназначаются для равномерного вращения коленчатого вала и разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил. Противовесы обычно выполняют заодно с валом.
Для поступления смазки к шатунным шейкам вала е щеках имеются сквозные каналы.
Коленчатые валы штампуют из качественной стали или отлиЕают из магниевого чугуна (двигатели ЗМЗ и ВАЗ ).
Шатун соединяет поршень с шатунной шейкой коленчатого вала состоит из стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной головки и нижней разъемной головки.
Рис. 1. Головка блока цилиндров (а), блок цилиндров (б) и поддон картера (в): 1 — головка блока цилиндров, 2 — прокладка крышки головки блока цилиндров, 3 — крышка головки блока цилиндров, 4, 7 — прокладки выпускного трубопровода,-5 — выпускной трубопровод, 6 — прокладка головки блока цилиндров, 8 — блок цилиндров, 9 — втулка передней шейки распределительного вала, 10 — крышка распределительных шестерен, 11— прокладка крышки распределительных шестерен, 12 — крышки коренных подшипников, 13 — поддон картера, 14 — прокладка, 15 — картер сцепления
Рис. 88. Детали кривошипно-шатунного механизма восьмицилиндрового V-образного двигателя: 1 — храповик, 2 — шкив, 3 — носок коленчатого вала, 4 — шестерни коленчатого вала, 5, 8, 9 — крышки коренных подшипников, 6 — противовес, 7 — вкладыш коренного подшипника, 10 — фланец, 11 — зубчатый венец маховика, 12 — маховик, 13 — поршень, 14 — шатун, 15 — шатунная шейка, 16 — коренная шейка, 17 — нижняя крышка шатуна, 18 — нижняя (кривошипная) головка шатуна, 19 — стержень шатуна, 20 — верхняя (поршневая) головка шатуна, 21 — втулка верхней головки шатуна, 22 — вкладыш шатунного подшипника, 23 — стопорное кольцо, 24 — поршневой палец, 25 — поршневые компрессионные кольца, 26, 27, 28 — детали составного маслосъемного кольца
Так как при работе поршень, сильно нагреваясь, расширяется, то его устанавливают в цилиндре с определенным зазором, а направляющую часть поршня делают разрезной (пружинной).
Внутри поршня имеются две бобышки с отверстиями для установки поршневого пальца. Нагреваясь, поршень расширяется в направлении оси поршневого пальца больше, так как в бобышках сосредоточена большая часть массы металла. Чтобы поршень при нагреве получил цилиндрическую форму, его диаметр в плоскости, перпендикулярной оси пальца, делают на 0,3—0,5 мм больше, чем в осевом направлении.
Для равномерной работы двигателя поршни всех цилиндров подбирают равной массы.
Поршневой палец служит для соединения поршня с верхней головкой шатуна. Обычно применяют пальцы
плавающего типа, которые могут поворачиваться и в отверстиях бобы шек поршня и в верхней головке шатуна. Для предотвращения продоль”| ного (бокового) перемещения пальца в поршне, что может привести к повреждению зеркала гильзы, палец закрепляют стопорными коль-цами 23.
Поршневые кольца, устанавливаемые на поршне, отливаются из чугуна и подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют соединения поршня с цилиндром и служат для предотвращения прорыва газов через зазор между юбкой поршня и гильзой.
Маслосъемные кольца служат для снятия излишков масла с зеркала гильз и препятствуют его проникновению в камеру сгорания. Поршневые кольца изготовляют несколько большего диаметра, чем поршни. На кольцах делается разрез, называемый замком, который позволяет кольцам пружинить. При установке колец в гильзу вместе с поршнем их предварительно сжимают. Зазор в замке должен составлять 0,2— 0,4 мм.
Шатунные и коренные подшипники. Шатунные подшипники, расположенные в нижней головке шатуна, изготовлены в виде разрезных сменных вкладышей 22, чтобы их можно было надеть на шейку коленчатого вала. Они взаимозаменяемые.
Коренные подшипники также представляют собой сменные тонкостенные вкладыши. Верхние вкладыши коренных подшипников устанавливаются в гнезда блока цилиндров, а нижние — в крышки, которые крепятся к картеру болтами.
Вкладыши коренных и шатунных подшипников бывают сталеалюми-ниевые или триметаллические. У сталеалюминиевых вкладышей антифрикционный слой содержит 19—24% олова, около 1% меди, остальное алюминий, у триметаллических на стальную ленту наносят медно-никелевый подслой и сплав СОС6-6 (олово 6%, сурьма 6%, остальное свинец).
Маховик служит для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала и крепится к его фланцу болтами. На маховик напрессован зубчатый венец, с которым зацепляется шестерня электродвигателя пускового устройства — стартера.
Порядок работы двигателя. В каждом цилиндре многоцилиндрового двигателя происходит один и тот же рабочий цикл, но одноименные такты происходят в разные моменты. Последовательное чередование одноименных тактов в разных цилиндрах называется порядком работы двигателя. Принято указывать порядок работы двигателя по чередованию такта рабочего хода, начиная с первого цилиндра.
Для правильного чередования рабочих ходов коленчатый вал двигателя имеет определенное расположение кривошипов.
Рис. 3. Рабочий процесс четырехцилиндрового карбюраторного двигателя: полуобороты коленчатого вала: а — первый, б — второй; в — третий, г — четвертый; 1, 2, 3, 4 — поршни
При первом полуобороте (180°) коленчатого вала двигателя (рис. 3, а) с порядком работы 1—3—4—2 крайние поршни опускаются, а средние поднимаются. В первом цилиндре происходит впуск, а в третьем — выпуск, в четвертом — рабочий ход, во втором – сжатие.
в первом цилиндре происходит рабочий ход, в третьем — сжатц« в четвертом — впуск, во втором — выпуск.
При четвертом полуобороте (720°) коленчатого вала (рис. 89) поршни поднимаются, а поршни опускаются; при этом в первом цилиндре происходит выпуск, в третьем — рабочий ход в четвертом — сжатие, во втором — впуск.
При дальнейшем вращении коленчатого вала рабочие процессы повторяются в той же последовательности.
В четырехтактном шестицилиндровом двигателе за два оборота коленчатого вала произойдет 6 рабочих ходов, чередоваться он и будут через 120°. Порядок работы двигателя будет 1—5—3—6—2—| ( ГАЗ -52) или 1—4—2—5—3—6 (двигатель ЯМЗ -236).
В восьмицилиндровых двигателях автомобилей ГАЭ -53А и ЭИЛ -130 рабочие ходы чередуются через 90°. Порядок работы 1—5—4—2— 6—3—7—8.
Неисправности кривошипно-шатунного механизма. В процессе эксплуатации автомобиля могут выявиться следующие наиболее характерные неисправности кривошипно-шатун-ного механизма: пригорание, износ и поломка поршневых колец; износ поршней и гильз цилиндров; износ шатунных и коренных подшипнп-ков; нарушение уплотнения прокладки головки цилиндров при слабой или неравномерной затяжке гаек крепления; обрыв шпилек и повреждение резьбы вследствие слабой или неравномерной затяжки; нага-рообразование в камерах сгорания и др.
Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси и выпуска отработавших газов. На современных карбюраторных двигателях впуск смеси и выпуск отработавших газов производится клапанами, которые могут иметь нижнее или верхнее расположение.
Большинство современных двигателей имеют газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (рис. 4). Распределительный вал располагается в блоке между двумя рядами цилиндров. От него при помощи толкателей, толкающих штанг и коромысел приводятся в действие клапаны как правого, так и левого рядов цилиндров.
Распределительный вал имеет кулачки, опорные шейки, эксцентрик для привода топливного насоса и шестерню для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя (вал изготовляется заодно с кулачками и опорными шейками).
У каждого цилиндра на валу имеется два кулачка — впускной и выпускной. Одноименные кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом 90е, в шестицилиидровом под углом 60°, в восьмицилиндровом под углом 45°.
На переднем конце распределительного вала устанавливается на шпонке шестерня, которая находится в зацеплении с шестерней, установленной на коленчатом валу.
Рис. 4. Детали газораспределительного механизма восьмицилиндрового V-образного двигателя: 1 — распределительный вал, 2 — распределительная шестерня, 3 — упорный фланец, 4 — опорная шейка, 5 — эксцентрик привода топливного насоса, 6 — втулка шейки распределительного вала, 7 — кулачки распределительного вала, 8 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя. 9 — стойка коромысел клапана, 10 — коромысло клапана, 11 — ось коромысла, 12 — толкатели клапана, 13 — толкающая штанга, 14 — выпускной клапан, /5 — механизм вращения выпускного клапана. 16 — регулировочный винт, 17 — пружина клапана. 18 — направляющая втулка клапана, 19 — впускной клапан, 20 — сухарь, 21 — опорная шайба пружины клапана, 22 — седло клапана, 23 — металлический натрий
В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала. За это время должны последовательно открыться все клапаны, поэтому распределительный вал должен вра щаться в два раза медленнее коленчатого вала. Таким образом, шестерня имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на коленчатом валу.
Шестерни изготавливают из чугуна или текстолита, шестерни коленчатого вала — из стали.
Для правильной работы двигателя коленчатый и распределительный валы должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке распределительные шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях меткам.
Осевые перемещения распределительного вала у большинства карбюраторных двигателей ограничиваются упорным фланцем, закрепленным на блоке между торцом передней шейки вала и ступицей распределительной шестерни. Опорные шейки распределительного вала, вращаются в стальных втулках 6, залитых сплавом СОС6-6, или металлокерамических втулках.
Клапаны состоят из головок и стержней. Впускные клапаны изготовляют из хромистой, а выпускные — из жаростойкой стали. Головка клапана имеет узкую, скошенную под углом 45 или 30° кромку, называемую фаской, которой она прилегает к седлу, запрессованному в головку цилиндров.
Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапана выполняют большим, чем диаметр головки выпускного клапана. Клапаны установлены в направляющих втулках, изготовляемых из чугуна или металлокерамики.
Для улучшения охлаждения стержни выпускных клапанов двигателей ГАЭ -53А и ЗИЛ -130 выполняют полыми. В них помещают металлический натрий с температурой плавления 97 °С. Во время работы двигателя натрий плавится и, переливаясь, при встряхивании переносит теплоту от головки клапана к стержню, а от последнего к направляющей втулке.
Плотное прижатие клапана к седлу обеспечивается давлением клапанной пружины, закрепленной при помощи опорной шайбы и конических разрезных сухарей. Головка выпускного клапана имеет жаростойкую наплавку посадочной фаски.
Выпускные клапаны для уменьшения неравномерной выработки седла и фаски головки клапана принудительно поворачиваются во время работы двигателя специальным механизмом поворота.
Толкатели представляют собой стальные стаканы, на внутреннюю сферическую поверхность которых опираются толкаю-, щие штанги. Для повышения износостойкости торцы толкателей, соприкасающиеся с кулачками, наплавляют специальным чугуном.
Для устранения неисправностей газораспределительного механизма необходимо: отрегулировать зазоры между стержнями клапанов и носками коромысел, притереть клапаны к седлам, заменить сломанные пружины или изношенные детали (втулки коромысел, втулки распределительного вала и др.).
Читайте также: