8. Подвижные детали кшм. Особенности их конструкции

В группу подвижных деталей входят поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал с маховиком.

Поршень воспринимает давление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршни испытывают воздействие горячих газов и воспринимают большие динамические нагрузки. Поршень должен обладать высокой прочностью, небольшой массой, хорошей теплопроводностью и износостойкостью. Конструкция и размеры поршня определяются главным образом величиной и скоростью нарастания давления газов и быстроходностью двигателя.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Для уменьшения массы и снижения сил инерции его делают пустотелым. Поршневой палец работает под воздействием ударных нагрузок, переменных по величине и направлению, подвергается изгибу и истиранию.

Поршневые компрессионные кольца служат для герметизации надпоршневого пространства и предотвращают прорыв газов в картер двигателя. В карбюраторных двигателях устанавливают на поршне 2 - 3 компрессионных кольца, в дизельных – 3 - 4.

Шатун обеспечивает шарнирную связь прямолинейно движущегося поршня с вращающимся коленчатым валом. Он передает от поршня коленчатому валу силу давления газов при рабочем ходе. Основными элементами являются верхняя и нижняя головки и соединяющий их стержень. В верхнюю головку шатуна устанавливаются бронзовые втулки, обладающие высокой износостойкостью и сопротивляемостью усталостным разрушениям. В нижнюю головку шатуна устанавливаются тонкостенные шатунные вкладыши, которые выполняются подобно вкладышам коренных подшипников.

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и преобразует их в крутящийся момент. Требования: обладать статической и динамической уравновешенностью; быть достаточно жестким и долговечным при небольшой массе; иметь высокую усталостную прочность; быть устойчивым против вибрации и крутильных колебаний; иметь точные размеры и высокую износостойкость трущихся поверхностей.

Маховик устанавливают на задний конец коленчатого вала для уменьшения неравномерности работы двигателя и выведения поршней из мертвых точек.

9. Грм двигателя внутреннего сгорания. Фазы газораспределения

Служит для впуска в цилиндры горючей смеси или воздуха, и выпуска отработавших газов в соответствии с принятым порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. Принятый порядок работы цилиндров может быть осуществлен при помощи золотникового или клапанного механизмов газораспределения. Золотниковый ГРМ позволяет получить больший коэффициент наполнения, уменьшить вероятность возникновения детонации и шума при работе. Но из-за конструктивной, производственной и эксплуатационной сложности уступает клапанному и находит ограниченное применение на гоночных машинах. Широкое применение получил клапанный газораспределительный механизм. В зависимости от расположения клапанов он может быть выполнен: 1.с клапанами, выполненными в головке цилиндров,–верхнее подвесное расположение клапанов; 2.с клапанами, расположенными в блоке цилиндров, – нижнее боковое расположение клапанов ; 3.с клапанами, выполненными в головке цилиндров и верхнем расположении распределительного вала или валов.

Детали ГРМ: Верхнеклапанный ГРМ состоит из: распределительного вала, распределительных шестерен, толкателей, штанг толкателей, коромысел, клапанов с пружинами и направляющих втулок клапанов.

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные и выпускные кулачки, опорные шейки, шестерню привода масляного насоса и распределителя зажигания, а также эксцентрик для привода бензонасоса.

Распределительные шестерни. Распредвал приводится во вращение от коленчатого вала при помощи зубчатой или цепной передачи.

Толкатели. Служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала на штангу или клапан, разгружая клапаны и их направляющие от боковых усилий.

Штанга толкателя служит для передачи усилия от толкателя к коромыслу.

Коромысла – это неравноплечие рычаги, передающие движение от штанг к клапанам.

Клапаны служат для закрытия впускных и выпускных каналов в головке.

Пружина клапана обеспечивает необходимую плотность посадки клапана в седло, воспринимает инерционные усилия и сохраняет на всех возможных режимах работы двигателя полную кинематическую связь клапана с кулачком.

Фазы газораспределения. Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускной клапан должен открываться до достижения поршнем НМТ, а закрываться после ВМТ. С целью лучшего наполнения цилиндров смесью впускной клапан должен открываться до достижения поршнем ВМТ, а закрываться после прохождения НМТ. Период, в течение которого одновременно открыты оба клапана (впускной и выпускной), называют перекрытием клапанов.