4 Методи зміцнення колінчастого вала
Способи підвищення міцності колінчастих валів діляться на конструктивні і технологічні.
Конструктивні способи підвищення міцності колінчастого вала полягають у тому, що йому надають таку форму, при якій навантаження розподіляються більш рівномірно по об'єму вала як у зонах концентрації напружень, так і поза межами цих зон.
Необхідні конструктивні форми вала встановлюються експериментально. Із збільшенням радіусу кривизни галтелі (або поглиблення галтелі в шийку) і перекриття шатунних і корінних шийок втомлюванна міцність кривошипа підвищується. При збільшенні перекриття шийок на 10 мм межа витривалості кривошипа при вигині підвищується на 3,5%, на 20 мм - на 29% і на 30 мм - на 75%. Ексцентричне розташування внутрішнього полегшуючого отвору в шатунній шийці щодо її геометричної осі в бік віддалення від радіуса кривошипа супроводжується зменшенням напружень вигину у галтелі і підвищенням втомлюванної міцності на 10-15%.
Найбільш раціональною формою щоки є овальна.
Для підвищення міцності колінчастого валу застосовують такі зміцнюючі технологічні процеси:
1. Азотування - межа витривалості при вигині (для хромомолібденової сталі) підвищується на 25-60%, а при крученні - на 30-40%; проведення механічної обробки після азотування не рекомендується, оскільки при цьому значно знижується втомлювана міцність.
2. Місцеве наклепування шляхом накатки роликами галтелей і обтиснення країв масляного отвору сталевою кулькою - втомлювальна міцність колінчатих валів при вигині збільшується на 40%, а при крученні - на 20%.
3. Обдувка сталевим дробом галтелей - межа витривалості при вигині зростає до 40%.
Контрольні питання
Загальні вимоги до колінчастих валів.
Будова колінчастих валів.
Вимоги до валів і їх матеріалів.
Способи виготовлення.
Способи підвищення міцності колінчастих валів.
ТЕМА №16. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ГАЗОРОЗПОДІЛЬЧИХ МЕХАНІЗМІВ
1. Класифікація і конструктивний огляд газорозподільних механізмів
2. Типи ГРМ та їх порівнювальна оцінка
3. Конструкція, матеріал виготовлення деталей ГРМ
1. Класифікація і конструктивний огляд газорозподільних механізмів
Механізм газорозподілу служить для забезпечення своєчасного відкриття і закриття впускних та випускних клапанів і складається з органів газорозподілу, приводів, які забезпечують їх дію в потрібні періоди часу за певним законом, і впускних та випускних трубопроводів. В якості органів газорозподілу в чотиритактних двигунах переважно застосовуються клапанні механізми з верхнім розміщенням клапанів. Клапанний газорозподільний механізм містить клапани, пружини, які забезпечують їх закриття та розподільний вал. Залежно від місця розташування розподільного вала розрізняють газорозподільні механізми з верхнім розміщенням розподільного вала (ОНС) і нижнім (OHV). При двоклапанній конструкції механізму клапани можуть бути розміщені в один ряд вздовж осі головки або в два ряди.
Безклапанні ГРМ можуть бути: золотниковими і гільзовими. На рис. 16.1 приведена схема гільзового ГРМ, запропонована Чарльзом Найтом в 1907 р.
Рисунок 16.1 - Схема гільзового ГРМ Чарльза Найта:
1 – колінчастий вал, 2 – гільзи, 3 – шатуни приводу гільз, 4 – розподільчий вал
Золотникові механізми газорозподілу, не дивлячись на ряд переваг – можливість забезпечення великих прохідних перетинів впускних і випускних отворів, кращі умови охолоджування і можливість у зв'язку з цим деякого підвищення ступеня стискування в бензинових двигунах, безшумність роботи, не набули поширення із-за конструктивної складності і дорожнечі виготовлення і ремонту в чотиритактних ДВС. Тому золотникові механізми газорозподілу розглядатися не будуть.
У двохтактних ДВС часто як золотник використовується поршень. Такий газорозподіл може бути назване золотниковим, хоча власне механізм газорозподілу у разі щілинного продування відсутній і його замінює кривошипно-шатунний механізм.
У чотиритактних автотракторних двигунах широкого поширення набули клапанні механізми газорозподілу.
У деяких двигунах з метою забезпечення надійної роботи на високих обертах застосовуються безпружинні механізми газорозподілу з примусовим відкриттям і закриттям клапанів, або так звані десмодромні механізми (рис. 16.2). Примусове відкриття і закриття клапанів здійснюється від самостійних кулачків або електромагнітами з дуже великими прискореннями, що дозволяє значно збільшити коефіцієнт наповнення двигуна.
Рисунок 16.2 - Десмодромний газорозподільний механізм
Найбільш широкого поширення в автотракторних двигунах набули пружинні клапанні механізми газорозподіли, конструктивний огляд яких, залежно від розташування клапанів, положення і приводу розподільного валу, розглядається нижчим.