13. Кривошипно-шатунный механизм двс. Общие сведения.
КШМ предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
13 Кривошипно шатунный механизм ДВС. Общие сведения
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Детали КШМ участвуют в совершении рабочего процесса и воспринимают механические и тепловые нагрузки. Кривошипно-шатунный механизм является основным рабочим механизмом поршневого двигателя внутреннего сгорания.
Тронковый кривошипно-шатунный механизм наиболее часто применяется в двигателях простого действия. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала при помощи шатуна, сочлененного шарнирно верхней головкой с поршневым пальцем и нижней головкой с шейкой колена вала. Рабочая полость располагается над поршнем в цилиндре, закрытом крышкой.
Крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм - Поршень в данном механизме соединяется с шатуном при помощи жестко связанного с поршнем штока и крейцкопфа, совершающих поступательное движение. При таком сочленении поршень разгружается от нормальной силы, так как ее действие переносится на крейцкопф; вследствие этого становится возможным создание второй рабочей полости в цилиндре под поршнем. При этом шток должен проходить через нижнюю крышку со специальным сальником, обеспечивающим герметичность полости под поршнем. Крейцкопфная система кривошипно-шатунного механизма применяется в тихоходных двигателях простого действия большой мощности, а также в двигателях двойного действия.
На автомобильных и тракторных двигателях применяют центральные (аксиальные) (а),смещенные (дезаксиальные) (б) тронковые кривошипно-шатунные механизмы.
В центральном КШМ ось цилиндра пересекает ось коленчатого вала. В дезаксиальном КШМ ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала, а смещена относительно нее на некоторое расстояние е. Смещение оси цилиндра уменьшает разницу в давлениях на правую и левую стороны цилиндра. Во время рабочего хода давление поршня на стенку цилиндра уменьшается, а во время хода сжатия – увеличивается, что в общем дает более равномерный износ двигателя. К преимуществам дизаксиального механизма следует отнести меньшую скорость поршня около верхней мертвой точки (ВМТ), благодаря чему улучшается процесс сгорания, который приближается к условиям сгорания при постоянном объеме. Величина смещения е обычно откладывается в направлении вращения коленчатого вала. Для современных двигателей относительное смещение, или дезаксаж, – отношение смещения е к радиусу кривошипа r находится в пределах 0.04–0.10. Наибольшее распространение получил центральный КШМ, кинематический и динамический анализ работы которого рассматривается ниже.
14. Кривошипно-шатунный механизм двс. Устройство и назначение деталей.
КШМ сост. из следующих основных деталей:
Поршень воспринимает давление отработавших газов и состоит из: 1.днище; уплотняющая и направляющая части. На уплотнительной части есть кольцевые канавки под кольца. Направляющая часть предотвращает перекос поршня и изготавливается овальной формы для предотвращения стуков у непрогретого двигателя. Поршневые кольца делятся на уплотнительные и маслосъёмные. Уплотнительные кольца уплотняют поршень в цилиндре, а маслосъёмные удаляют масло с поверхности цилиндра и предотвращают попадание его в камеру сгорания.
Поршневой палец предназначен для шарнирного соединения поршня с шатуном и представляет собой пустотелый стальной цилиндр.
Шатун предназначен для передачи усилия от поршня к коленчатому валу. Состоит из верхней неразъемной и нижней разъемной головок, соединенных стержнем двутаврового сечения.
Подшипники коленчатого вала делятся на коренные и шатунные; являются подшипниками скольжения, выполняющиеся в виде в виде вкладышей (2 полуцилиндра). Коленчатый вал составляется с коренных(опорных) и шатунных шеек соединенные щеками, которые образуют кривошип или колено вала.
Маховик представляет собой массивный чугунный диск, который устанавливается на коленчатом валу и служит для обеспечения равномерности работы двигателя.