Устройство и принцип действия кривошипно-шатунного механизма.

Кривошипно шатунный механизм состоит из поршневой группы ( поршней с поршневыми кольцами и поршневыми пальцами), шатунов, коленчатого вала и маховика.

Цилиндры. Цилиндр вместе с поршнем и головкой цилиндров образует замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндров служит направляющей при движении поршня. Внутренняя поверхность цилиндров называется зеркалом, и изготавливается с высокой точностью ( овальность и конусность должна быть не больше 0,02 мм). Цилиндры могут быть выполнены в расточке блока цилиндров, либо в виде отдельных вставных гильз. Гильзы бывают двух видов: сухие и мокрые. Сухие гильзы не контактируют с охлаждающей жидкостью, непосредственно запрессовываются в расточку блока цилиндров. Мокрые гильзы с наружной поверхности омываются охлаждающей жидкостью. Такие гильзы устанавливаются в блок цилиндров, опираясь на упорный буртик в верхней части гильзы, на соответствующую расточку блока цилиндров. Для обеспечения герметичности под упорный буртик укладывается медное уплотнительное кольцо. Для разделения водяной рубашки и масляной ванны, в нижней части гильзы устанавливается резиновое уплотнительное кольцо.

Поршень является одной из самых напряженных, в тепловом отношении, деталей двигателя. Поршень служит для восприятия давления газов и предачи его на поршневой палец, шатун и коленвал. Представляет собой металлический стакан в конструкции которого различают три части: верхняя часть – днище, часть поршня от верхней кромки верхнего поршневого кольца до нижней кромки нижнего поршневого кольца является уплотнительной частью и называется головкой поршня, третья часть поршня – направляющая часть, называются юбка поршня или тронк.

Поршни бывают цельной отливки и с отъемной головкой. Отъемные головки применяются на двигателях большой мощности. Для предупреждения стуков и перекосов поршней, изготовленных из алюминиевых сплавов, на поршне делаются компенсационные или вставки. Компенсационные вставки уменьшают тепловое расширение юбки поршня, что в значительной мере снижает износ непрогретых поршней.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Поршневые пальцы имеют самые разнообразные конструктивные формы. Наиболее распространенный тип поршневого пальца редставляет собой цилиндр из легированной стали, который для уменьшения массы обычно изготавливается полым. Пальцы бывают трубчатой формы, и с коническими трубчатыми поверхностями.

Поршневые кольца бывают двух видов: компрессионные, предназначенные для уплотнения подвижного соединения поршень – цилиндр. Кольца прижимаются к стенкам цилиндров под действием сил упругости и давления газов, и создают при этом лабиринт, в местах прохода газов из надпоршневого пространства в картер. Число компрессионных колец зависит от быстроходности и мощности двигателя. Для различных двигателей число колец может изменяться от 2 до 7.

Маслосъемные кольца предназначены для снятия излишков масла со стенок цилиндра. Количество маслосъемных колец может изменяться от 1 до 3.

Шатуны: служат для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Соединяя поршень с коленчатым валом, шатун передает на него усилие, при этом подвергается действию переменной нагрузки, от действия давления и сил инерции. Шатуны изготавливают из углеродистой, или легированной стали, с последующей термической и механической обработкой. Шатун однорядного двигателя состоит из верхней головки, стержня, нижней головки, шатунных болтов и вкладышей.

Разъёмные подшипники скольжения. Предназначены для снижения износа шеек коленчатого вала. Различают коренные и шатунные разъёмные подшипники скольжения.

Коленчатый вал служит для восприятия усилия передаваемого от поршней и преобразования его в крутящий момент.

В конструкции коленчатого вала различают коренные и шатунные шейки. Шейки соединяются между собой щеками. На переднем конце коленчатого вала закрепляются распределительные шестерни, маслоотражательные кольца и храповик. Задний конец коленчатого вала несет на себе фланец для крепления маховика.

Маховик служит для вывода поршней из мертвых точек, а также для выравнивания скорости вращения коленчатого вала. Представляет собой массивный цилиндр изготавливаемый из чугуна или стали, на наружной поверхности которого напрессовывается зубчатый венец, служащий для привода маховика в движение от электростартера или пускового двигателя. Основную массу металла маховика располагают ближе к его ободу, для увеличения момента инерции маховика. Маховик закрепляется на фланце коленчатого вала при помощи болтов. Для предотвращения смещения маховика, относительно центра вращения используют центровочные пальцы. Коленчатый вал с маховиком в сборе подвергают статической и динамической балансировке.

Принцип действия кривошипно-шатунного механизма.

Газы, образовавшиеся при сгорании топлива в цилиндре, воздействуют на днище поршня. Под действием этого давления на поршне возникает усилие, которое перемещает поршень в цилиндре к нижней мертвой точке. Движение поршня через поршневой палец передается на шатун. Шатун при этом совершает сложное движение: верхняя головка шатуна перемещается возвратно поступательно вместе с поршнем, нижняя головка шатуна совершает вращательное движение. Усилие, передаваемое на шатун от поршня, передается на шатунную шейку коленчатого вала. Благодаря этому на коленчатом валу развивается крутящий момент пропорциональный усилию, действующему на поршень и радиусу кривошипа. Под действием этого крутящего момента коленчатый вал и маховик приходят во вращение. Движение деталей кривошипно-шатунного механизма в такте впуск, сжатие и выпуск происходит благодаря инерции, накопленной на маховике.

Техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма.

ЕО - постоянный контроль за работой двигателя. При появлении посторонних шумов и стуков двигатель должен быть остановлен для выявления причин появления посторонних шумов.

ТО-1.

1 проверка компрессии. Проводится на холодном двигателе. Производится при помощи компрессиметра. Коленчатый вал прокручивают при помощи электростартера, при нулевой подаче топлива. Наконечник компрессиметра, поочередно прикладывают к отверстиям каждого из цилиндров. Компрессия считается нормальной, если на различных цилиндрах нет разницы в показаниях компрессиметра более чем 0,1 МПа.

2 прослушивание двигателя при помощи стетоскопа.

Прослушивание проводят при прогретом двигателе, путем прикладывания наконечника стетоскопа к различным частям блока-картера и головки цилиндров. Стук поршневого пальца, прослушивают путем прикладывания наконечника стетоскопа к верхней половине цилиндра, и через головку блока цилиндров. Стук пальца отчетливый, резкий, металлический, усиливающийся с повышением частоты вращения и пропадающий при выключении цилиндра из работы.

Стук поршневых колец звонкий, но слабый. Прослушивается в средней части цилиндра. При изменении частоты вращения, звук практически не меняется, при выключении цилиндра из работы не пропадает.

При увеличении зазора в подшипниках коленчатого вала возникает глухой звук низкого тона, звук хорошо слышен при резком изменении частоты вращения, прослушивается в нижней половине блока.

Стук поршня слабый металлический. Хорошо прослушивается на блоке цилиндров в зонах соответствующих верхней и нижней мертвым точкам.

Если стуки двигателя слышны без стетоскопа, то двигатель следует немедленно остановить для ремонта.

ТО-2 операций не добавляется.

СО очистка деталей цилиндропоршневой группы от нагара.