Для предотвращения осевого перемещения поршневого пальца плавающего типа применяют пружинные кольца 1 (рис. 2.11, б) или заглушки 2 (рис. 2.11, в).

Шатунная группа

Шатунная группа служит связующим звеном между поршневой группой и коленчатым валом и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. В состав шатунной группы входят шатун, втулки, вкладыши, болты или шпильки с гайками. Во время работы двигателя шатунная группа совершает сложное движение и подвергается воздействию переменных по величине и направлению сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся деталей. Детали группы должны быть достаточно прочными и жесткими при небольшой конструктивной массе.

Рис. 2.12. Шатун

Шатун (рис. 2.12) состоит из верхней головки 1, стержня 3 и нижней головки 4. Верхняя головка шатуна неразъемная. Ее конструкция зависит от способа крепления поршневого пальца и условий его смазки. При применении плавающего пальца его подшипником является бронзовая или латунная втулка, запрессованная в верхнюю головку. Смазка втулки верхней головки шатуна автомобильных двигателей производится разбрызгиванием. Смазка под давлением применяется только в двигателях, работающих с повышенной нагрузкой на поршневые пальцы.

Стержень шатуна симметричен относительно продольной оси и обычно имеет двутавровое сечение, что обеспечивает высокую прочность и жесткость при относительно малой массе.

Нижняя головка шатуна обычно изготовляется разъемной. Она должна обладать высокой жесткостью, иметь наименьший габарит, определяющий контуры картера, и массу. Съемная часть 9 головки (крышка) крепится к телу шатуна болтами 2. Болты закрепляются гайками 8 и шплинтами 7. Для увеличения прочности и жесткости крышки выполняются с ребрами и утолщениями различной формы. Шатуны штампуются из углеродистых и легированных сталей с последующей механической и термической обработкой. Шатунные болты и гайки изготовляются из высококачественных легированных

63

сталей. В нижней головке шатуна устанавливаются подшипники скольжения, представляющие собой тонкостенные биметаллические вкладыши, верхняя 10 и нижняя 5 половины которых взаимозаменяемы. Штифты 6, входящие в канавки шатуна и нижней крышки, предохраняют вкладыши от проворачивания и осевых перемещений. В последнее время применяются трехслойные вкладыши, у которых поверх стального основания нанесен медно-никелевый подслой, в свою очередь покрытый сплавом СОС-6-6. Такие вкладыши более износостойки.

У V-образных двигателей шатуны противолежащих цилиндров бывают трех типов: нижняя головка одного шатуна (главного) 1 (рис. 2.13, а) установлена на шейке вала; головка этого шатуна имеет специальные ушки, с которыми с помощью пальца 2 соединен второй (прицепной) шатун 3; один из шатунов 5 (рис. 2.13, б) имеет вильчатую нижнюю головку, в развилину которой входит другой шатун 4; нижние головки обоих шатунов установлены рядом (рис. 2.13, в) на общей шейке, в этом случае один ряд цилиндров несколько сдвигается относительно другого вдоль оси вала.

Рис. 2.13. Шатуны V-образных двигателей:

а – сочлененный; б – центральный; в – крепление двух шатунов на одной шейке

Коленчатый вал

Коленчатый вал воспринимает нагрузки от сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма и передает крутящий момент на силовую передачу, а также различным агрегатам и вспомогательным механизмам. Коленчатый вал должен быть прочным, жестким, износостойким при относительно малой массе, простым по конструкции, изготовленным с высокой точностью.

Коленчатый вал автотракторного двигателя (рис. 2.14) состоит из коренных 2 и шатунных 3 шеек, щек 7 с противовесами 8, носка 1 (переднего конца) и хвостовика (заднего конца). На носке вала устанавливают маслоотражательное устройство, храповик для запуска двигателя вручную, шестерню привода газораспределения, шкив привода вентилятора и в некоторых случаях – гаситель крутильных колебаний. Опорами коленчатого вала являются коренные подшипники. Корпус каждого подшипника состоит из двух частей: верхней половины, выполненной в картере, и нижней 10 – съемной крышки, которая крепится к картеру болтами и шплинтуется.

64

Рис. 2.14. Коленчатый вал

В качестве коренных подшипников главным образом применяют подшипники скольжения, снабженные тонкостенными вкладышами 4 и 9, прилегающими к коренным шейкам вала постоянного диаметра.

Для предотвращения осевого перемещения коленчатого вала один из коренных подшипников делается упорным. При этом осевые усилия воспринимаются упорными шайбами. По числу опор коленчатые валы подразделяются на полноопорные (число коренных шеек на единицу больше, чем шатунных) и неполноопорные. Полноопорные валы применяются в дизелях, карбюраторных V-образных двигателях и в двигателях с большими нагрузками на опоры. Неполноопорные валы чаще всего применяются на карбюраторных рядных двигателях с небольшими давлениями сгорающих газов.

Шатунные шейки 3 коленчатого вала предназначены для соединения вала с нижними головками шатунов. Для уменьшения сил инерции вращающихся масс размеры шатунных шеек стремятся по возможности уменьшить.

Во многих двигателях шатунные шейки полые. Щеки 7 коленчатого вала служат для соединения коренных и шатунных шеек. Они могут быть прямоугольной, овальной и круглой формы. В автотракторных двигателях наиболее распространены овальные щеки, обеспечивающие высокую жесткость при изгибе и кручении. Противовесы 8 служат для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил инерции. Противовесы обычно изготовляются как одно целое со щеками и имеют форму неполного сектора или сегмента. Хвостовик коленчатого вала имеет фланец 6 для установки маховика 5 с зубчатым венцом.

Маховик предназначен для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, облегчения пуска двигателя и вывода поршней из в. м. т. Коленчатые валы изготовляют ковкой (штамповкой) или литьем из высоколегированных сталей с повышенными пределами текучести и прочности или из высокопрочного чугуна.

Под действием последовательно чередующихся рабочих ходов в цилиндрах двигателя крутящий момент на коленчатом валу периодически изменяется, в связи с чем коленчатый вал, вращаясь, одновременно закручивается или раскручивается относительно своей оси, т. е. совершает крутильные колебания. При совпадении частоты крутильных колебаний с частотой собственных колебаний вала может возникнуть явление резонанса, приводящее к разрушению вала, поэтому на коленчатом валу некоторых двигателей устанавливаются специальные устройства – гасители крутильных колебаний. Наиболее

65