Заняття 1 Кривошипно-шатунний механізм автомобіля з бензиновим двигуном

1. Призначення, характеристика, будова кривошипно-шатунного механізмів бензинових двигунів.

2. Робота кривошипно-шатунного механізму.

1. Двигун кріпиться до рами в чотирьох точках. Дві опори кріплення знаходяться попереду з правої і лівої сторін, а дві інші - позаду, під припливами картера зчеплення. Опори виконані з гумових подушок.

У верхній частині двигуна встановлений: карбюратор з повітряним фільтром, розподільник запалювання, компресор, насос гідропідсилювача рульового керування. З правої сторони закріплені стартер і генератор. У передній частині розташований водяний насос, до якого прикріплений вентилятор.

До задньої частини двигуна прикріплений картер зчеплення.

Циліндри нумеруються по рядах, починаючи зпереду з правої сторони по ходу руху автомобіля.

Якщо осі циліндрів розташовані в одній площині, то такі двигуни називають рядними. Рядні двигуни встановлюються на автомобілі або вертикально, або під кутом до вертикальної площини для зменшення висоти, займаної двигуном, а в некото рих випадках горизонтально, наприклад при розміщенні під підлогою автобуса. У V образних двигунах осі циліндрів знаходяться в двох площинах, розташованих під уг лом один до одного. Кут між осями циліндрів може бути різним. Різновидністю такого двигуна можна вважати двигун з так званими опозитними (противолежащими) циліндрами.

Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) служить для сприйняття тиску газів, що виникає в циліндрах двигуна, і перетворення зворотно-поступального руху поршнів в обертальний рух колінчастого вала.

КШМ складається - з нерухомих і рухомих деталей.

Нерухомі деталі:

- блок циліндрів;

- гільзи циліндрів (8шт);

- дві головки блоку циліндрів;

- дві кришки головок блоку циліндрів;

- прокладки головок блоку (2 шт.);

- кришки корінних підшипників (5 шт.);

- кришка розподільних шестірень;

- картер маховика та зчеплення;

Рухомі деталі:

- поршні з кільцями (8 шт.);

- поршневі пальці (8 шт.);

- шатуни (8 шт.);

- колінчастий вал;

- маховик.

Н е р у х о м і д е т а л і

Блок циліндрів є основною деталлю двигуна, до якої кріпляться всі його механізми і деталі, відлитий під тиском з алюмінієвого сплаву. Блок циліндрів V-подібної конструкції. Кут розвалу рядів циліндрів – 90°. У блоці з високою точністю оброблені посадкові місця під гільзи циліндрів. Порожнина між стінками блоку і гільзами є сорочкою охолодження. У бобишки блоку вкручені шпильки для кріплення головок блоку циліндрів.

На передньому торці блоку є два отвори для підведення охолоджувальної рідини з водяного насоса, а також отвір головної масляної (ГММ) і додаткової масляної магістралі (ДММ), магістралі фільтра відцентрового очищення масла;

Зверху в розвалі між стінками блоку, знаходяться бобишки штовхачів клапанів, а також отвори, призначені для вентиляції картера.

До передньої площини блоку циліндрів, кріпитися кришка розподільних шестірень, на якій установлені водяний і паливний насоси. До задньої площини, блоку кріпиться картер маховика і зчеплення, що є захисним кожухом маховика і зчеплення.

У поперечних перегородках нижньої частини блоку розточені гнізда, під п'ять кришок корінних підшипників, що кріпляться до блоку шпильками.

Гільзи циліндрів – чавунні «мокрого» типу, (тобто омиваються охолоджувальною рідиною), вставні. Внутрішня поверхня гільзи служить направляючою для поршня, розточується під необхідний розмір і шліфується, утворюючи дзеркало циліндра.

Внизу між гільзами і блоком для ущільнення встановлені мідні, кільцеві прокладки.

Гільзи утримуються в блоці циліндрів за рахунок притиснення їх головками блоку.

Головки блоку циліндрів виготовлені з алюмінієвого сплаву кріпляться до блоку за допомогою 18 шпильок. Під головки встановлюються метало азбестові прокладки. Затягування, гайок шпильок проводиться в суворо визначеній послідовності спеціальним ключем з динамометричною рукояткою.

В головці блоку циліндрів виконані:

- камера згоряння із сідлами і напрямними втулками клапанів;

- різьбові отвори для іскрових свічок;

- сорочка охолодження;

- впускні канали;

- випускні канали;

- масляні канали;

- різбові отвори для шпильок кріплення осі коромисел.

Сорочка охолодження камер згоряння з’єднуються через отвори в прокладці головки блоку із сорочкою охолодження блоку циліндрів.

На головці блоку розміщені клапанні механізми і деталі ГРМ.

Зверху головка закривається сталевою штампованою кришкою через прокладку з маслостійкої гуми.

Р у х о м і д е т а л і

Поршень сприймає тиск газів при такті робочого ходу і передає створене зусилля через шатун на колінчастий вал, а також забезпечує інші такти робочого циклу двигуна. Він виготовлений з алюмінієвого сплаву.

Будова поршня у зборі:

- головка з трьома кільцевими проточками;

- юбка з бобишками;

- два компресійних кільця;

- маслознімне розбірне кільце;

- поршневий палець.

Поршні до гільз підбираються індивідуально. Для полегшення підбору їх поділяють на п'ять груп (А, Б, В, Г, Д).

У верхні кільцеві проточки головки поршня встановлюються два компресійних кільця, а в нижню – одне розбірне маслознімне. Компресійні кільця ущільнюють поршень у циліндрі і служать для зменшення прориву газів у картер, а маслознімне – знімає надлишки, масла з дзеркала циліндру, не допускаючи проникнення його в камеру згоряння, а також для відводу масла в підпоршневу порожнину через отвори в нижній проточці, з одночасним змащенням поршневого пальця.

Юбка поршня направляє рух поршня. У бобишках юбки виконані отвори для встановлення поршневого пальця плаваючого типу і утримується від осьових переміщень двома стопорними кільцями.

Центр отвору під палець розташований не на повздовжній осі поршня, а зміщений на 1,5 мм вправо по ходу автомобіля. Це зменшує можливість появи стукоту поршня при переході його через ВМТ. Ця особливість конструкції поршнів потребує особливої уваги під час зборки КШМ, а тому для правильної установки поршнів на їх головках роблять напис "ПЕРЕД".

Шатун служить для з'єднання поршня з колінчастим валом, він складається зі стержня двотаврового перерізу, верхньої нерознімної і нижньої рознімної з кришкою головок і вкладишами.

У верхню головку запресована бронзова втулка, в якій вільно обертається поршневий палець. Для змащення поршневого пальця і охолодження головки поршня маслом в нижній головці шатуна виконаний отвір.

Нижня головка шатуна закріплюється на шатунній шийці колінчастого вала. Кришку і шатун, розточують спільно, тому не припустимо переставляти кришку одного шатуна на іншій. Щоб уникнути переплутування, кришки і шатуни таврують порядковим номером циліндра. Номер деталі і мітка на кришці при правильній зборці повинні бути звернені в один бік. На кожній шатунній шийці встановлено по два шатуни.

Колінчастий вал служить для сприйняття зусиль переданих від поршнів шатунами і перетворення їх у обертовий момент.

Будова колінчастого вала:

- п’ять корінних шийок;

- чотири шатунні шийки;

- щоки;

- противаги.

Корінні і шатунні шийки виконані порожніми. Їхні порожнини з'єднані між собою каналами в щоках і через них відбувається підведення масла до шатунних шийок. Крім того, у порожнинах шатунних шийок під дією відцентрових сил відбувається додаткове очищення масла. Частки бруду і продукти зносу відкладаються в спеціальних, брудоуловлювачах (пастках), що закриті пробками.

Від осьового переміщення вал утримується двома упорними шайбами, розташованими по обох боках передньої корінної шийки.

На передньому кінці колінчастого вала встановлена шестірня приводу газорозподільного механізму, маточина зі шківом і храповик для пускової рукоятки.

На задньому кінці колінчастого вала до фланця монтується маховик. Для запобігання підтікання масла на обох кінцях вала встановлені сальники, крім того, на задньому кінці, виконана маслозгінна накатка і масловідбійний гребінь.

Підшипники-вкладиші зменшують тертя і виконані у вигляді двох половин з м'якої сталевої стрічки, на поверхню якої нанесений антифрикційний шар металу. Від провертання вкладиші утримуються виступом, що входить у спеціальний паз.

Маховик служить для зменшення нерівномірності обертання колінчастого вала, виведення поршнів з мертвих точок, сприяння плавному рушанню автомобіля з місця і забезпечення пуску двигуна електростартером.

Маховик виготовлений з сірого чавуну і кріпиться чотирма болтами до фланця заднього кінця колінчастого вала. На маховик напресований сталевий зубчастий вінець, для зачепленні із приводною шестернею стартера.

А як же ці деталі працюють між собою, яка їх загальна характеристика, як в цілому працює кривошипно-шатунний механізм буде детально розглянуто в другому навчальному питанні.

2. Робота кривошипно-шатунного механізму. При такті робочого ходу тиск газів, що розширюються, діє на поршень. Поршень, під дією цього тиску, переміщується від верхньої мертвої точки до нижньої, створюючи зусилля, яке передається на шатун. Шатун, в свою чергу, передає це зусилля на шатунну шийку колінчастого вала. Вал провертається і приводить в обертання маховик.

Проходження поршнів мертвих точок в інших тактах роботи двигуна відбувається за рахунок сил інерції і зусиль тих поршнів, що працюють у такті робочого ходу.

Для зниження динамічних навантажень такти робочого ходу у всіх циліндрах відбуваються у визначеній послідовності. Цю послідовність називають порядком роботи циліндрів і для двигуна ЗМЗ-66 вона така: 1-5-4-2-6-3-7-8.