Розділ 2. Технологічна частина Розділ 2. Технологічна частина

2.1. Будова кривошипно - шатунного механізму автомобіля ВАЗ – 2108 2.1.1. Призначення і технічна характеристика кривошипно – шатунного механізму автомобіля ВАЗ - 2108

Кривошипно-шатунний механізм  (КШМ) призначений для перетворення зворотно поступального руху поршня в обертальній рух колінчастого вала.

Модель	2108
Тип	Чотирьохтактний
Число і розміщення циліндрів	4 в ряд
Діаметр циліндра і хід поршня, мм	76х71
Робочий об’єм, л	1,3
Ступінь стиску	9,9
Номінальна потужність при частоті обертання колінвала 5600 об/хв.	47,5
Максимальний крутний момент	94,8
Частота обертання колінвала при максимальному крутному моменті	3400
Порядок роботи циліндрів	1-3-4-2

Типи і види КШМ:

а)незміщені (однорядні) КШМ, у якого вісь циліндра перетинається з віссю колінчастого валу. б) Усунутий КШМ, у якого вісь циліндра зміщена щодо осі колінчастого валу. в) V-подібний КШМ (в тому числі з причіпним шатуном), у якого два шатуна, що працюють на лівий і правий циліндри, розміщені на одному кривошипі колінчастого валу.

г) Опозитний КШМ, у якого шатуни розміщені горизонтально два зліва і два зправа.

Деталі КШМ ділять на дві групи, це рухомі і нерухомі деталі: Рухомі: поршень з поршневими кільцями, поршневий палець, шатун, колінчастий вал з підшипниками або кривошип, маховик.

Нерухомі: блок циліндрів (є базовою деталлю двигуна внутрішнього згоряння) і являє собою загальну виливок з картером, головка циліндрів, картер маховика і зчеплення, нижній картер (піддон), гільзи циліндрів, кришки блоку, кріпильні деталі, прокладки кришок блоку, кронштейни, півкільця колінчастого валу.

Існує два типи гільз. "Сухі" це гільзи, які не мають безпосереднього контакту з охолоджувальною рідиною. "Мокрі" це гільзи, зовнішня поверхня яких омивається охолоджуючою рідиною. Мокрі гільзи забезпечують хороший тепловідвід, і можуть бути легко замінені при ремонті. Вони найчастіше використовуються в дизельних двигунах з діаметром циліндра більше 120 мм, але іноді застосовується в двигунах з меншим діаметром циліндра. Сухі гільзи простіше у виготовленні. Двигуни, забезпечені сухими гільзами, мають гарну ремонтопридатністю. У разі зносу гільзу можна легко замінити без розточування циліндрів. Сухі гільзи також можна використовувати при ремонті двигуна, в якому раніше гільзи не застосовувалися. У більшості сучасних двигунів легкових автомобілів циліндри виконуються безпосередньо шляхом розточування в блоці циліндрів. У разі, коли блок алюмінієвий, на стінки циліндрів наносять спеціальні покриття, а до сполучених деталей (поршням і кілець) пред'являються особливі вимоги. Внутрішня поверхня гільзи піддається спеціальній обробці - хонінгування, хромування, азотування. Гільзи відливають з чавуну високої міцності або спеціальних сталей. Сорочки і корпус блоку циліндрів виготовляють зазвичай з того ж матеріалу, що і станина двигуна. 2.1.2. Будова та принцип дії кривошипно – шатунного механізму. Кривошипно – шатунний механізм двигуна складається із:

• Блок циліндрів.

• Поршнів з компресійними і маслозйомними кільцями.

• Поршневих пальців .

• Шатунів.

• Колінчастого вала.

• Маховика із зубчастим вінцем.

• Картер із піддоном.

• Головка блоку з ущільнювальної металоасбестовою прокладкою.

- Кришка головки блоку.

Рис 1. Кривошипно – шатунний механізм

1Колінчастий вал ; 2. Шатун: 4. Шків приводу ГРМ; 5.Маховик; 6. Вкладиші корінного підшипника; 7. Опорні півкільця середнього корінного підшипника; 8. . Вкладиш шатунного підшипника; 9.Поршень: 10. Компресійні кільця; 11 Поршневий палець; 12 Кришка шатуна; 13.Болт кріплення кришки шатуна; 14. Маслос'емних кільце;

Блок циліндрів. Всі циліндри двигуна об'єднані разом з верхньою частиною картера в один загальний вузол блок циліндрів, відлитий із спеціального високоміцного чавуну. При такій компоновці забезпечується міцність конструкції, жорсткість, компактність і зменшується маса двигуна. Протоки для охолоджуючої рідини зроблені по всій висоті блоку циліндрів, що поліпшує охолодження поршнів і поршневих кілець і зменшує деформації блоку циліндрів від нерівномірного нагрівання. Циліндри блоку за діаметром підрозділяються на п'ять класів через 0,01 мм, що позначаються літерами А, В, С, D. Є. Клас циліндра вказаний на нижній площині блоку проти кожного циліндра. Циліндр і сполучаються з ним поршень повинні бути одного класу. При ремонті циліндри можуть бути розшліфовані і отхонінговани під збільшений діаметр поршнів на 0, 4 і 0, 8 мм. Знизу блок циліндрів закривається сталевим штампованим картером. Картер має перегородку для заспокоєння масла. Між олійними картером і блоком циліндрів встановлена ​​прокладка з пробкогумової суміші. До заднього торця блоку циліндрів кріпиться картер зчеплення. Точне розташування картера відносно блоку циліндрів і співвісність колінчатого вала й первинного валу коробки передач забезпечується двома центруючими втулками, запресованими в блок циліндрів. Головка циліндрів загальна для чотирьох циліндрів, відлита з алюмінієвого сплаву, має камери згоряння клиноподібної форми. У головку запресовані направляючі втулки клапанів і сідла, виготовлені з чавуну. Сідла, попередньо охолоджені в рідкому азоті, вставлені в гнізда нагрітої головки циліндрів. Завдяки цьому забезпечується надійна і міцна посадка сідел в голівці. Між головкою і блоком циліндрів встановлена ​​спеціальна безусадкова прокладка на металевому каркасі. Головка центрується на блоці циліндрів двома втулками і кріпиться до нього десятьма болтами. У верхній частині головки циліндрів розташовані п'ять опор під шийки розподільного вала. Опори виконані роз'ємними. Верхня половина знаходиться у корпусах

підшипників (передньому і задньому), а нижня в голівці циліндрів. Установочні втулки корпусів підшипників розподільного валу розміщені у шпильок кріплення корпусів. Отвори в опорах обробляються в зборі з корпусами підшипників, тому вони невзаємозамінні, і головку циліндрів можна заміняти тільки в зборі з корпусами підшипників.

Рис 2. Блок циліндрів

Поршень - деталь, призначена для циклічного сприйняття тиску розширюючих газів і перетворення його в поступальний механічний рух, сприймане далі кривошипно-шатунним механізмом. Служить також для виконання допоміжних тактів з очищення та наповнення циліндра. Як правило, оснащений поршневими кільцями для поліпшення герметичності системи циліндр – поршень.

Поршень поділяється на дві частини: головку і направляюча частина ( юбка ). У головку входять днище, камера згоряння і канавки для кілець. У юбці є дві бобишки для отвору під палець.

Рис. 2. Маркування поршня і шатуна:

1-група поршня по масі; 2- стрілка для орієнтування поршня в циліндрі; 3- ремонтний розмір; 4- клас поршня; 5- клас отвору для поршневого пальця; 6- отвір для виходу масла; 7- номер циліндра.

Кільця бувають двох видів: компресійні, маслозйомні для виключення витоку газу з надпоршневому простору і маслозйомне, призначені для видалення масла зі стінок циліндрів.

Поршневий палець, служить для шарнірного з'єднання поршня з шатуном, виготовляється порожнистою зі сталі з поверхневою загартуванням струмами високої частоти, так як палець вставляється в верхню головку шатуна з натягом, нагріваємо в печі шатун до 240 °С на 15хв для розширення його головки і як можна скоріше запресовуємо поршневий палець, так як шатун швидко охолоджується. Палець заздалегідь приготуйте до збірки, надівши його на валик пристосування. Витягнутий з печі шатун швидко затискаємо в лещатах. Надіти поршень на шатун, стежачи щоб ​​отвір під пальцем збіглося з отвором верхньої голівки шатуна. Пристосуванням закріплений поршневий палець запресуємо в отвір поршня і у верхню голівку шатуна так, щоб заплічник пристосування стикався з поршнем.

Шатун призначений для з'єднання поршня з колінчастим валом через палець. Здійснює складний гойдає рух. Складається з трьох частин: верхня головка шатуна, стержень , нижня головка з кришкою для кріплення на колінчастий вал.

Колінчастий вал призначений для передачі крутного моменту споживачеві і одночасного забезпечення зворотно-поступального руху поршня за рахунок повороту кривошипа. У колінчастого вала є носок і хвостовик, на якому встановлений маховик.

Рис. 3 Колінчастий вал двигуна з маховиком:

1 - колінчастий вал двигуна; 2 - маховик із зубчатим вінцем; 3 - шатунна шийка; 4 - корінна (опорна) шийка; 5 – противага.

Маховик - це масивний металевий диск, який кріпиться на колінчастому валу двигуна. Під час робочого ходу, поршень, через шатун і кривошип, розкручує колінчастий вал двигуна, який і передає запас інерції маховика. Маховик ж передає крутний момент через зчеплення на коробку передач.

Запасена в масі маховика інерція дозволяє йому, в зворотному порядку, через колінчастий вал, шатун і поршень здійснювати підготовчі такти робочого циклу двигуна. Тобто, поршень рухається вгору (при такті випуску і стиску) і вниз (при такті впуску і робочий хід). Якщо ж двигун має декілька циліндрів, які працюють в певному порядку, то підготовчі такти в одних циліндрах здійснюються за рахунок енергії, що розвивається в інших, ну і маховик звичайно теж допомагає.

Вкладиші колінчастого валу складаються з тонкостінних вкладишів, виготовлених з маловуглецевої сталевої стрічки, залитої тонким шаром антифрикційного високоолов'янистого алюмінієвого сплаву. В кожному підшипнику встановлено по два вкладиші. Осьовому

переміщенню і провертанню вкладишів в ліжках блоку і в шатунах перешкоджають фіксувальні виступи на вкладишах, що входять у відповідні пази в ліжках блоку або в шатунах.

Верхні вкладиші корінних підшипників з канавками і отворами, нижні - без канавок і отворів. Через отвір верхнього вкладиша масло поступає до підшипників з каналу в ліжку блоку, а через отвори в колінчастому валу - до шатунових підшипників.