Кривошипно-шатунный механизм. Лекция КШМ. Под диктовку
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
Слайд №2. Под диктовку: Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из коленчатого вала, маховика, вкладышей, шатунов, поршней, поршневых пальцев и поршневых колец. Слайд №3. Коленчатый вал это один из главных элементов двигателя. Он воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма. Силы, передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент. Работает коленчатый вал постоянно под высокой нагрузкой. Поэтому, чтобы деталь не вышла преждевременно из строя, его изготавливают из качественных, высокопрочных сплавов. Затем все детали закаляются током высокой частоты. Слайд №4  Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, которые связаны между собой щеками и сопряжены с ними переходными галтелями. Поверхности шатунных и коренных шеек и шейки под сальники для повышения износостойкости подвергаются закалке с нагревом токами высокой частоты. Глубина закаленного слоя для коренных и шатунных шеек составляет 3,0—4,0 мм, а для шеек под сальники 1,0—2,0 мм. Валы, у которых коренные шейки расположены между шатунными, называются полноопорными. На заднем конце вала имеется фланец для крепления маховика. На переднем конце коленчатого вала установлены шестерня, маслоотражатель и шкив привода водяного насоса. Болт, ввернутый в передний торец коленчатого вала, обеспечивает крепление шкива и используется для проворачивания коленчатого вала. В торце заднего конца вала имеется осевое отверстие для опорного подшипника первичного вала коробки передач, два отверстия для штифтов фиксации маховика, а также резьбовые отверстия для его крепления. Слайд №5 Шатунные шейки в целях уменьшения массы коленчатого вала имеют внутренние полости, закрытые заглушками. Эти полости заполняются маслом, которое при вращении коленчатого вала подвергается дополнительной центробежной очистке от взвешенных частиц. К внутренним полостям шатунных шеек масло подводится под давлением от коренных шеек по наклонным каналам, выполненным в щеках. Для уравновешивания движения и разгрузки коренных подшипников от инерционных сил на щеках коленчатого вала установлены противовесы. Противовесы крепятся к щекам двумя болтами, головки которых приваривают к противовесу. Кроме того, имеются два выносных противовеса: передний напрессован на передний конец коленчатого вала, а задний отлит заодно с маховиком. Слайд №6 Для фиксации вала от осевого смещения в выточках заднего коренного подшипника установлены четыре бронзовых полукольца, изготовленные из бронзы ОЦС 5-5-5. Полукольца имеют по торцам профрезерованные смазочные канавки; от проворачивания предохраняются двумя штифтами, запрессованными в крышку заднего коренного подшипника и входящими в пазы на полукольцах. Уплотнение коленчатого вала осуществляется резиноармированными самоподжимными сальниками. Слайд №7 Маховик служит для вывода поршней из мертвых точек, обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала, а также облегчает пуск двигателя. Маховик изготовлен из специального чугуна и крепится к заднему торцу коленчатого вала восемью болтами из легированной стали. Момент затяжки болтов 20 — 22 кгс.м. Для предотвращения самоотворачивания болты стопорятся замковыми пластинами. Каждая пластина устанавливается под головки двух соседних болтов так, чтобы фигурный выступ ее находился против установочных штифтов маховика, запрессованных в торец коленчатого вала. На маховик надет и закреплен болтами зубчатый венец, предназначенный для зацепления с шестерней стартера при пуске двигателя. Кроме того, на маховик нанесены риски с цифрами для установки угла опережения впрыска топлива, а также просверлены двенадцать радиальных отверстий диаметром 14 мм для проворачивания коленчатого вала при регулировках двигателя. Слайд №8 Вкладыши. Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала имеют вкладыши со стальным основанием, залитым слоем свинцовистой бронзы толщиной после обработки 0,30—0,65 мм. Окончательно обработанные вкладыши покрываются слоем специального сплава толщиной 0,012 мм, что способствует улучшению их приработки и увеличению срока службы. Нижний и верхний шатунные вкладыши одинаковые. Верхние и нижние вкладыши коренных подшипников невзаимозаменяемые. В верхнем вкладыше, в отличие от нижнего, имеется отверстие и кольцевая канавка на внутренней поверхности, которая служит для подвода смазки. От проворачивания и осевых перемещений вкладыши удерживаются силой трения, возникающей между поверхностями вкладышей и постелями, а также штампованными выступами на наружных поверхностях вкладышей, входящими в соответствующие пазы в постелях блока и нижней головки шатуна. Слайд №9 Шатуны предназначены для соединения коленчатого вала с поршнями и передачи усилия от поршня коленчатому валу и от коленчатого вала поршню. Шатун - стальной, двутаврового сечения, с косым разъемом нижней головки, со скосами на верхней головке. Шатун окончательно обрабатывается в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. На крышке и шатуне со стороны короткого болта выбит порядковый номер цилиндра. На стыке со стороны длинного болта выбиты метки спаренности в виде числа, одинакового для шатуна и крышки. В нижнюю головку шатуна устанавливаются сменные вкладыши, а в верхнюю – запрессована сталебронзовая втулка с диаметром отверстия под поршневой палец 52 мм. Втулка обрабатывается после запрессовки в шатун. Нижняя головка разъемная; плоскость разъема сделана под углом 55° к оси шатуна. Это вызвано тем, что наружный диаметр нижней головки шатуна больше диаметра цилиндра и при разъеме ее под углом 90° было бы невозможно монтировать шатун вместе с поршнем через гильзу цилиндра. Крышка нижней головки шатуна 7 крепится двумя болтами 8, 10, которые должны быть изготовлены из стали марок 40ХН или 40ХНМА. Крышки нижних головок шатунов невзаимозаменяемые. Для обеспечения комплектности при сборке на стыке крышки с шатуном, со стороны длинного болта, выбиты числовые метки, одинаковые для шатуна и крышки и обозначающие условный порядковый номер шатуна. В нижнюю головку шатуна устанавливают подшипники скольжения, состоящие из двух сменных вкладышей. Для предотвращения проворачивания вкладышей в головке шатуна на их краях отштампованы «усы», которые входят в пазы нижней головки шатуна. Чтобы не нарушалась правильность геометрической формы вкладышей, крышка шатуна жестко связана со стержнем при помощи зубчатого замка. В верхнюю головку шатуна запрессовывается бронзовая втулка. На наружной поверхности втулки имеется кольцевая канавка, в которую выходят четыре радиальных отверстия во втулке, при этом одно из отверстий совпадает с масляным каналом в шатуне. Для смазки верхней головки и поршневого пальца в стержне шатуна просверлен канал, по которому масло под давлением поступает из нижней головки в верхнюю. Зазор между втулкой верхней головки шатуна и пальцем поршня равен 0,05—0,08 мм. Для лучшей уравновешенности кривошипно-шатунного механизма разница в массе шатунов не должна превышать 6—8 грамм. Поршни — литые, изготовлены из алюминиевого сплава и предназначены для восприятия давления в цилиндре и передачи усилия от расширяющихся газов на шатун. Поршень 1 состоит из днища, головки и юбки. Днище и головка поршня воспринимают давление газов, а юбка направляет движение поршня в гильзе цилиндра. В головке поршня расположена камера сгорания, фигурная форма которой улучшает смесеобразование. Поршень имеет пять кольцевых канавок для поршневых колец. В трех верхних канавках устанавливаются компрессионные кольца 2, а в двух нижних — маслосъемные 3 (на поршне двигателя ЯМЗ-238Б — три компрессионных кольца и одно маслосъемное). Для отвода масла, снимаемого маслосъемными кольцами с поверхности цилиндра, в канавках поршня просверлены отверстия. Внутри поршня имеются две бобышки с отверстием под поршневой палец 12. В отверстиях проточены кольцевые канавки, в которые вставляются пружинные стопорные кольца 11, ограничивающие осевое перемещение пальца. Юбка поршня покрыта слоем олова толщиной 0,003—0,006 мм для улучшения приработки поршня к гильзе. По нижней кромке юбки имеются боковые выемки, чтобы противовесы коленчатого вала не задевали поршень. Для обеспечения необходимого зазора между поршнем и гильзой цилиндра поршни и гильзы разбиваются на шесть размерных групп, обозначаемых клеймами на днищах поршней и на верхних торцах гильз. При сборке поршень и гильзу подбирают из одних размерных групп. Зазор между головкой поршня и стенкой цилиндра находится в пределах 0,4—0,6 мм. Зазор между юбкой и зеркалом цилиндра при нормальном тепловом состоянии (80—95 °С) равен 0,04—0,08 мм, а в холодном состоянии 0,19—0,21 мм. Слайд №10 Поршневые пальцы служат для шарнирного соединения поршней с шатунами. Они изготавливаются из стали 12ХН3А и имеют форму пустотелого цилиндра. Наружная поверхность пальца цементируется и подвергается закалке и отпуску. Палец при работе может проворачиваться во втулке головки шатуна и в бобышках поршня, что обеспечивает его равномерный износ. Такой палец называется «плавающим». Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами, устанавливаемыми в специальные канавки в бобышках поршня. Поршневые кольца по своему назначению разделяются на компрессионные и маслосъемные. Кольца устанавливаются в соответствующих канавках поршня. Компрессионные кольца изготавливаются из чугуна и обеспечивают герметичность камеры сгорания, не пропуская газы в картер двигателя. Наружная поверхность верхнего кольца покрыта слоем хрома, а второго и третьего — слоем олова, что улучшает приработку и уменьшает опасность задиров. Все кольца имеют прямой замок с зазором равным 0,45—0,55 мм в рабочем состоянии. Замки соседних колец должны быть повернуты один относительно другого на 180°. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок цилиндров и не пропускают его в камеру сгорания. Посредине маслосъемного кольца имеется канавка с отверстиями по окружности, которые служат для отвода излишков масла. Маслосъемное кольцо двигателя ЯМЗ-238Б выполнено с расширителем.
|