Общее устройство КШМ легковых автомобилей, дизельного двигателя

      Строительный колледж №30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доклад по предмету устройство автомобиля 
на тему : 
"Общее устройство КШМ легковых автомобилей, дизельного двигателя" 

 

 

 

 

                                                                                       Студент : Калашников А.В

Учитель : Кленов В.И.

Оценка:

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

 

КШМ кривошипно-шатунный механизм (сокращенное название – КШМ) воспринимает давление газов, возникающих при сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, и преобразует его в механическую работу по вращению коленчатого вала.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих основных элементов: поршни; шатуны; гильзы (втулки) цилиндров; коленчатый вал; маховик.

                                        Дизельный двигатель 
 
Несколько слов скажем о дизельном двигателе. 
 
В принципе в его цикле присутствуют те же такты, что и в карбюраторном, но с небольшими изменениями. В такте впуска в цилиндр поступает не рабочая смесь, а чистый воздух, который и сжимается в такте сжатия. А после сжатия происходит не воспламенение смеси искрой, а впрыск в цилиндр топлива под большим давлением. Для этого вместо свечи зажигания устанавливается форсунка. Это как бы маленький насос. Происходит перемешивание топлива с воздухом и мгновенное воспламенение полученной смеси. Затем совершается рабочий ход. 
 
А теперь, получив знания по теории работы двигателя, переходим к его устройству. 
 
Все автомобильные двигатели состоят из двух механизмов и четырех систем: кривошипно-шатунного механизма, газораспределительного механизма, системы питания, системы зажигания, системы смазки и системы охлаждения.

Кривошипно-шатунный механизм

Знакомство с отдельными узлами двигателя начнем с кривошипно-шатунного механизма. Общая схема механизма и его основные детали изображены на рисунке. 
 
А сейчас дадим определение. 
 
Кривошипно-шатунный механизм служит для восприятия давления газов и превращения возвратно-поступательного движения поршней при рабочем ходе во вращательное движение коленчатого вала. 
Возвратно-поступательное - это значит вверх-вниз. Именно так движется поршень в цилиндре. Ну а вращательное движение говорит само за себя.

 
1 - цилиндр; 
2 - маховик; 
3 - шатунный подшипник; 
4 - коленчатый вал; 
5 - колено; 
6 - коренной подшипник; 
7 - шатун.

Коленчатый вал 
 
Коленчатый вал представляет собой самую главную и сложную деталь. Он состоит из массивных пластин, называемых коленами, которые соединены между собой цилиндрическими деталями, напоминающими трубы, которые называются шейки. 
 
Конструкция коленчатого вала зависит от количества и расположения цилиндров. 
 
Расположение цилиндров может быть или рядное (как у «Жигулей»), или V-образное (как у «Запорожца»), или оппозитное (противоположное). Поясню это схемами.  
1 - рядное расположение (а - вертикальное, б - горизонтальное); 
2 - V-образное расположение; 
3 - оппозитное расположение.

Шейки коленчатого вала 
 
Шейки коленчатого вала подразделяются на коренные и шатунные. При помощи коренных шеек коленчатый вал крепится в блоке цилиндров. На шатунных шейках, как следует из их названия, закреплены шатуны. Рассмотрим еще схему, чтобы подробно и наглядно объяснить устройство узлов соединения коленчатого вала с шатунами. 
 
 
1 - шатун; 
2 - шатунный болт; 
3 - шатунная шейка коленчатого вала; 
4 - шатунные вкладыши. 

Вкладыши 
 
Коленчатый вал двигателя во время работы вращается с очень большой скоростью, и если добавить к этому высокую температуру нагрева двигателя и нагрузки от поршней, то нетрудно догадаться, что подшипники с роликами или шариками, применяемые повсюду, в этом случае не подходят. Коленчатый вал вращается на вкладышах. Различают коренные и шатунные вкладыши. 
 
Коренные вкладыши образуют кольцо вокруг коренных шеек коленчатого вала, а шатунные - вокруг шатунных. 
 
Вкладыш представляет собой тонкую металлическую пластинку полукруглой формы, которая для лучшей приработки со стороны коленчатого вала покрыта еще тонким слоем мягкого металла. 
 
На каждой шейке коленчатого вала находятся два вкладыша, которые обхватывают ее как бы кольцом. Для того чтобы уменьшить трение, в зону контакта вкладыша с шейкой под давлением подается масло. Причем слой масла очень тонкий, буквально несколько микрон. Можно представить себе эти узлы как обыкновенные подшипники, только вместо шариков и роликов - слой масла. Это очень ответственные узлы двигателя. 
 
При увеличении зазора между вкладышем и шейкой давление масла падает, возникает стук, и двигатель выходит из строя. То же самое возникает, когда масла в зоне контакта нет, и вкладыш как бы «приклеивается» к шейке и начинает вращаться вместе с валом.

Маховик 
 
На другом конце коленчатого вала располагается маховик. Это такое очень тяжелое металлическое колесо с зубцами по внешней окружности. Про него мы уже говорили. 
 
Маховик помогает поршню пройти подготовительные такты и сглаживает рывки вала при их смене. 
 
А сейчас несколько слов о других узлах и деталях кривошипно-шатунного механизма.

Шатун 
 
Шатун состоит из верхней головки, стержня и нижней головки. 
 
Нижняя головка разъемная и состоит из двух частей, которые соединены между собой шатунными болтами с гайками. 
 
При помощи нижней головки шатун крепится к коленчатому валу. В верхней головке располагается поршневой палец, которым крепится к шатуну поршень. 
 
Шатун соединяет коленчатый вал с поршнем. 

Поршень 
 
Поршень, образно говоря, представляет собой перевернутую вверх дном банку. И названия у них совпадают. 
 
Так, верхняя часть поршня носит название днища. Нижняя часть называется юбкой поршня. Да, есть и такие названия в двигателе. Юбка немного сужается внизу, чтобы поршень не заклинило в цилиндре. 
 
Но поршень не соприкасается со стенками цилиндра. Контакт происходит при помощи поршневых колец, которые располагаются в кольцевых канавках в верхней части поршня. Кольца изготавливаются из особой стали в виде тонких пластинок различного сечения. В кольцах имеются разрывы - замки, которые позволяют надеть их на поршень. 
 
Различают кольца компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца установлены в верхней части поршня и не пропускают газы из камеры сгорания вниз. Они как бы уплотняют зазор между поршнем и цилиндром. Маслосъемные кольца установлены ниже и снимают масло со стенок цилиндра, чтобы оно не попало в камеру сгорания. 
Стенки цилиндра каждый раз при движении поршня вверх смазываются маслом, которое впрыскивается через отверстие в нижней головке шатуна. При движении поршня вниз масло удаляется при помощи маслосъемных колец и через отверстия в поршне сливается вниз, в картер двигателя. Маслосъемное кольцо составное, выполненное из отдельных элементов. Это, как правило, два тоненьких плоских колечка, между которыми находится волнообразное кольцо, которое не дает им соприкасаться. 
 
На поршневом пальце подробно останавливаться не будем, так как он представляет собой толстостенную трубку, внешняя сторона которой обработана особым образом. В поршне палец крепится при помощи специальных стопорных колец.

Цилиндр двигателя 
 
Цилиндр двигателя является очень ответственной деталью. Его внутренняя поверхность подвергается очень тщательной обработке, и ее название говорит само за себя - «зеркало цилиндра». Снаружи цилиндр омывается охлаждающей жидкостью, которая уменьшает его нагрев. 
 
К кривошипно-шатунному механизму относится также блок цилиндров

 

Блок цилиндров является основной деталью двигателя, к которой крепятся все механизмы и детали. Блоки цилиндров отливают из чугуна или алюминиевого сплава. В той же отливке выполнены картер и стенки рубашки охлаждения, окружающие цилиндры двигателя. В блок цилиндров устанавливают вставные гильзы. Гильзы бывают «мокрые» (охлаждаемые жидкостью) и «сухие». На многих современных двигателях применяются безгильзовые блоки. Внутренняя поверхность гильзы (цилиндра) служит направляющей для поршней.

Блок цилиндров сверху закрывается одной или двумя (в V-образных двигателях) головками цилиндров из алюминиевого сплава. В головке блока цилиндров (ГБЦ) размещены камеры сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания (в дизелях – для свечей накала). В головках ДВС с непосредственным впрыском также имеется отверстие для форсунок. Для охлаждения камер сгорания вокруг них выполнена специальная рубашка. На головке цилиндров закреплены детали газораспределительного механизма. В ГБЦ выполнены впускные и выпускные каналы и установлены вставные седла и направляющие втулки клапанов. Для создания герметичности между блоком и ГБЦ устанавливается прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Головка цилиндров сверху закрывается крышкой. Между ними устанавливается маслоустойчивая прокладка.