Назначение, устройство и работа КШМ

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. К нему относятся: блок 10 (см. рис. 1) цилиндров, головка 13 блока цилиндров, поршни 25 с компрессионными и маслосъемными кольцами, поршневые пальцы, шатуны 28, коленчатый вал, коренные и шатунные подшипники, маховик 21 и поддон 29.

Блок цилиндров двигателя автомобиля ВАЗ-2106 типа блок-картер отливается из специального высокопрочного низколегированного чугуна вместе с цилиндрами, внутренние поверхности которых обработаны хонингованием. Для увеличения, жесткости конструкции нижняя плоскость блока расположена на 50 мм ниже оси колёнчатого вала, а в зонах опор коренных подшипников имеются оребренные перегородки. Пространство между наружной поверхностью стенок цилиндров и внутренней поверхностью стенок блока образует рубашку. В поперечных перегородках нижней части блока расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала. Крышки коренных подшипников невзаимозаменяемые и для правильной сборки пронумерованы. Снизу блок закрывается стальным штампованным поддоном, в котором находится необходимый запас масла. Впереди блока размещены детали привода распределительного вала, закрываемые крышками.

Головки блоков цилиндров двигателей отливаются из алюминиевого сплава, они являются общими для всех цилиндров. В головках выполнена основная часть камеры сгорания, в них имеются также впускные и выпускные каналы и резьбовые отверстия для установки свечей зажигания. Двойные стенки головки образуют пространство, соединенное с рубашкой охлаждения цилиндров, в нем циркулирует охлаждающая жидкость. Головка крепится к блоку цилиндров болтами или шпильками.

Поршень служит для восприятия силы давления газов и передачи ее через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршни двигателя отливаются из алюминиевых сплавов. У поршня различают две части: головку и юбку. Днище головки образует нижнюю часть камеры сгорания и воспринимает давление газов при их расширении. В головке выполнены канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца.

Юбкой называется нижняя часть поршня, которая служит для направления его движения в цилиндре.

Рис. 2. Детали кривошипно-шатунного механизма двигателя автомобиля ВАЗ-2106: 1 - коленчатый вал; 2 — вкладыш подшипника нижней головки шатуна; 3 — поршневой палец; 4— шатун; 5 — болт крышки шатуна; 6 — крышка нижней головки шатуна;7—головка поршня; 8 — бобышка; 9— лунки; 10— маховик; 11— подшипник ведущего вала коробки передач; 12— зубчатый венец маховика; 13 — упорное полукольцо;14 - вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников; 15-вкладыши третьего (центрального) коренного подшипника; 16 — компрессионные кольца;17—расширительная пружина; 18 — маслосъемное кольцо; А — противовес; Б- шатунная шейка; В — коренная шейка.

Вследствие неодинакового расширения головки и юбки (головка больше нагревается, а поэтому и больше расширяется) диаметр головки делают меньше диаметра юбки. Юбка поршня в поперечном сечении овальная с меньшей осью овала в плоскости поршневого пальца и большей — в плоскости действия боковых сил, что дает возможность уменьшить зазор между поршнем и цилиндром и исключить стуки при работе холодного двигателя. В средней части поршня в юбке имеются две бобышки 8 для установки поршневого пальца 3.

На днищах поршней двигателя автомобиля ВАЗ-2106 выфрезерованы лунки 9 для предотвращения повреждения деталей механизма газораспределения и самого поршня.

Поршневые кольца, изготовляемые из специального чугуна, имеют разрезы (замки). Два верхних кольца 16 (рис. 2 ) являются компрессионными, они служат для уменьшения утечки газов. Верхнее компрессионное кольцо хромировано, что повышает его износостойкость и предотвращает появление задиров на гильзах цилиндров, нижнее - фосфатировано.

Третье поршневое кольцо 18 — маслосъемное, на наружной поверхности оно имеет проточку и несколько щелевидных прорезей для отвода излишнего масла, снимаемого со стенок цилиндра, во внутреннюю полость поршня. На внутренней поверхности маслосъемного кольца проточена канавка, в которую устанавливается стальная расширительная пружина 17.

Поршневой палец 3 (рис. 2) служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Он выполнен пустотелым и изготовлен из стали, наружная поверхность его цементирована или закалена токами высокой частоты.

От продольного перемещения, в результате которого могут возникнуть задиры на стенках цилиндров, поршневой палец в двигателе ВАЗ-2106 зафиксирован в верхней головке шатуна путем горячей посадки.

Шатун соединяет поршень с шатунной шейкой коленчатого вала. Он служит для передачи сил давления газов от поршня на коленчатый вал при рабочем ходе, а при осуществлении вспомогательных тактов — усилий от коленчатого вала к поршню. Он представляет собой стержень двутаврового сечения с верхней и нижней головками. Нижняя головка делается разъемной, в нее вставлены тонкостенные вкладыши 2.

Коленчатый вал 1 (рис.2) двигателя ВАЗ — пятиопорный, отливается из специального высокопрочного чугуна и устанавливается в коренных подшипниках, имеющих вкладыши 14 и 15. Вкладыши сталеалюминиевые. Они состоят из двух одинаковых половин, которые от проворачивания удерживаются выступами, входящими в соответствующие пазы. Для разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил служат противовесы А, отливаемые вместе с валом. В коренных шейках В, щеках и шатунных шейках Б просверлены каналы для подвода масла к шатунным подшипникам, па переднем конце вала двигателя установлены два шкива, от одного из них с помощью зубчатой ременной передачи осуществляется привод распределительного вала, а также масляного насоса и распределителя зажигания, а от другого обычным клиновым ремнем приводятся вентилятор с центробежным водяным насосом и генератор.

Все эти детали установлены на сегментных шпонках и закреплены храповиком, ввернутым в передний торец вала. Храповик служит для проворачивания коленчатого вала пусковой рукояткой. На заднем конце коленчатого вала установлен чугунный маховик 10. Передний и задний концы коленчатого вала, выходящие из блока, уплотнены резиновыми сальниками. Отвод масла от сальников достигается с помощью маслосгонной резьбы, выполненной на задней шейке вала.

Маховик 10 (см. рис. 2) служит для вывода поршней из мертвых точек, обеспечения; равномерного вращения коленчатого вала, кроме того, способствует за счет своей массы плавному троганию автомобиля. На его обод напрессован стальной зубчатый венец, с помощью которого осуществляется пуск двигателя стартером.