Кривошипно-шатунний механізм (КШМ)

Деталі КШМ діляться:

поршень у зборі з поршневими кільцями та поршневим пальцем.
шатун.
колінчастий вал.
маховик.

Поршень, виготовлений з алюмінієвого сплаву, має днище, ущільнюючу частину та напрямну частину. Днище та ущільнююча частина становлять головку поршня. У головці поршня проточені канавки для поршневих кілець, у середній частині поршня (ущільнююча) розташовані припливи-боби з отворами для встановлення поршневого пальця. У нижній частині (спрямовує)-спідниці, зроблені вирізи для проходу противаг колінчастого валу при роботі двигуна. Вирізи зменшують масу поршня.

Через велике нагрівання діаметр головки поршня роблять менше діаметра напрямної частини (спідниці) поршня.

Заклинювання поршня при нагріванні виключається наданням спідниці поршня овальної форми, мала вісь овалу збігається з поздовжньою віссю поршневого пальця, а велика вісь перпендикулярна їй. При нагріванні поршень розширюється більше у напрямку малої осі овалу, що збігається з поздовжньою віссю поршневого пальця, де в бобишках зосереджено найбільша маса металу і набуває циліндричної форми. Спідниця поршня має П або Т-подібний проріз, який надає їй пружної властивості і забезпечує роботу непрогрітого двигуна без стуків. У двигунів "ВАЗ" та "УАЗ" для роботи поршня в непрогрітому стані без стуків у тіло поршня залито сталеве терморегулювальне кільце. Для покращення приробітку поршнів до гільз циліндра та запобігання їх від задир спідницю поршня покривають тонким шаром олова. Отвір під поршневий палець зміщений на 1.5 мм праворуч по ходу руху автомобіля. Цим зменшується перекошування та стукіт поршня при переході його через в.м.т.

Поршневі кільця діляться на компресійні та маслознімні. Компресійні кільця ущільнюютьпоршень у гільзі циліндра. Для підвищення зносостійкості поверхню верхнього поршневого кільця хромують. Друге кільце при прискоренні накривають шаром олова. маслознімні кільця знімають з надлишки олії зі стінок гільз і запобігають попаданню олії в камеру згоряння. Кільця виготовляють із чавуну чи сталі. Олійне чавунне кільце відрізняється від компресійних наскрізними прорізами для проходу олії. У канавці поршня для маслознімного кільця просвердлені отвори для відведення олії всередину поршня. Поршневий палець служить для шарнірного з'єднання поршня із верхньою головкою шатуна. Пальці виготовляють порожнистими із сталі. Їх зовнішню поверхню підвищення зносостійкості загартовують струмами високої частоти. Найбільш поширені "плаваючі" пальці, які вільно повертаються у втулці верхньої головки шатуна та бобишках поршня. Від осьового перерізу (переміщення) поршневий палець фіксується стопорними кільцями, що вставляються у виточення обох бобишок поршня. Шатун передає зусилля від поршня до колінчастого валу. Він складається з верхньої голівки, стрижня та роз'ємної нижньої головки, що закріплюється на шатунному зливанні коленвала. Шатун та його кришку виготовляють із сталі. Стрижень шатуна має двотавровий перетин і витримує значні, змінні за величиною та напрямом навантаження. У верхню голівку шатуна запресовують втулку з олов'янистої бронзи. У верхній частині головки шатуна є отвір для змащення поршневого пальця. У нижню головку шатуна вставляють сталеві тонкостінні вкладиші. Нижня головка та кришка з'єднані двома болтами.

Вкладиші підшипників виготовляють із сталевої стрічки. їх внутрішню поверхню заливають тонким шаром антифрикційного олов'янистого алюмінієвого сплаву. Вкладиші від повертання в нижній головці шатуна та осьових переміщень утримуються відтогнутимивусиками, які видавлені у стиків і впираються у відповідні пази в шатуні та його кришці.

Колінчастий вал приймає зусилля, передані від поршнів шатунами і перетворює в крутний момент. Він має корінні та шатунні шийки, що з'єднують корінні та шатунні шийки, противаги, фланець для кріплення маховика, носок, на якому встановлені хроповик пускової рукоятки, розподільна шестерня та шків приводу вентилятора та водяного насоса. Шатунна шийка з щоками утворює коліно, або кривошип.

Колінчасті вали двигунів ВАЗ, ГАЗ, УАЗ, відлиті з магнієвого чавуну, а колінвали автомобіля "Москвич" - стали. Шийки колінвала ретельно шліфують і полірують, а також гартують струмами високої частоти. Кількість шатунних шийок дорівнює числу циліндрів. Для рівномірного чергування робочих ходів коліно валу четирехцилиндрового двигуна, якщо дивитися на вал з торця, розташовуються під кутом 180, тобто. перше та четверте коліно спрямовані в один бік. Друге і третє-в протилежну. Корінних шийок-5. Частота обертання колінчастого валу досягає 4000-6000 оборотів за хвилину, тому виникають великі відцентрові сили, що діють на шатунні шийки, щіки та нижні головки шатунів. Ці сили навантажують корінні підшипники, викликаючи їхнє прискорене зношування. Для розвантаження корінних підшипників від відцентрових сил служать противаги, розташовані на продовженні щік колінчастого валу.

Корінні та шатунні шийки колінчастого валу з'єднані похилими каналами (у щоках) для підведення олії від корінних до шатунних підшипників. Порожнисті шатунні шийки мають порожнини - грязі-уловлювачі. У цих порожнинах під дією відцентрових сил при роботі двигуна відкладаються важкі частинки та продукти зношування деталей, що містяться в маслі. Брудоуловлювачі очищають при розбиранні двигуна,вивертаючи пробки. Осьові навантаження колінчастого валу сприймаються наполегливою сталевою шайбою і сталевими, залитими з одного боку бабітом шайбами, і розташованими по обидва боки переднього корінного підшипника.

Вкладиші корінних та шатунних підшипників мають однакову конструкцію. Верхні вкладиші вставляють у виїмці (ліжку) верхньої частини картера. Нижні – у кришці корінних підшипників. У вкладишах є масляні канавки та отвори. Для запобігання витоку масла з картера на передньому і задньому кінцях колінчастого валу встановлюють масловідбивачі та сальники.

Маховик підвищує рівномірність обертання колінчастого валу при малій частоті і передає крутний момент трансмісії автомобіля. Виготовляють маховик із чавуну. На обід маховика напресовують сталевий зубчастий вінець, призначений для обертання колінчастого валу стартером під час пуску двигуна. До маховика кріпиться механізм зчеплення.

Блок циліндрів.
Головка циліндрів.

Блок циліндрів відливають із чавуну (ВАЗ) або алюмінієвого сплаву (ЗМЗ) – заволзький моторний завод, (УАЗ) – ульянівський автомобільний завод. У виливку блоку циліндрів виготовлені стіни, сорочки охолодження. Циліндри служать напрямними для поршнів, і в них відбувається робочий цикл.

Для підвищення зносостійкості циліндрів та спрощення ремонту та складання в блок запресовують гільзи із сірого чавуну (ЗМЗ, УАЗ, і Москвич). Зменшення зношування верхньої частини гільз досягається установкою в них вставок із кислототривкого чавуну. У нижній частині гільзу ущільнюють прокладкою з м'якої червоної міді, а у верхній - прокладкою головки циліндра. Внутрішню поверхню гільзи ретельно обробляють та називають дзеркалом. У виливку блоку циліндрів передбачені ліжка для корінних підшипників колінчастого.валу, підшипнико-розпр. вала та місця для кріплення різних вузлів та приладів.

Піддон або нижня частина картера оберігає картер від попадання в нього пилу або бруду та служить резервуаром для олії. Його штампують із листової сталі. До верхньої частини картера піддон кріпиться болтами, ущільнення досягається корковою прокладкою. Площина роз'єму картера зазвичай розташовується нижче осі колінчастого валу і підвищує жорсткість картера двигуна.

Головку циліндрів відливають із алюмінієвого сплаву. У головці розташовані камери згоряння, є різьбові отвори для свічок запалювання, впускні та випускні клапани, запресовані сідла та напрямні втулки клапанів. Головка циліндрів має сорочку охолодження, що сполучається сорочкою охолодження блоку циліндрів. Герметичність з'єднання головки з блоком циліндрів забезпечується металоазбестовою прокладкою. Зверху головку циліндрів закривають кришкою штампованою. Між кришкою та головкою циліндрів встановлюють прокладку.

Частина 5Кріплення двигуна.

Автомобіль ГАЗ-24(Волга): Двигун встановлений на короткій рамі, привареній до основи кузова. Точок кріплення – три. Дві по обидві або сторони передньої частини двигуна. Одна під подовжувачем коробки. Газорозподілить. механізм (ГРМ) при обертанні розподільного валу зусилля від кулачків передається штовхачам, штангам, коромислам та клапанам.

Деталі газорозподільного механізму:

Розподільний вал.
Штурхачі.
Штанги.
Коромисла.
Клапани.
Розподільні шестірні.

Розподілковий вал забезпечує своєчасне відкриття та закриття клапанів. Виготовляють його із сталі чи чавуну. Вал чотирициліндрового двигуна має п'ять опорних шийок для спрощення.установки валу в блок циліндрів діаметр шийок послідовно зменшується, починаючи з передньої шийки. Втулки опорних шийок виготовляють із сталі, а внутрішню поверхню покривають шаром свинцевого бабіту. На розподільчому валу розташовані кулачки та шестерня приводу масляного насоса та переривника-розподільника запалювання, ексцентрик, привід паливного насоса, кулачків на розподільчому валу по два на кожен циліндр. Розподільний вал отримує обертання від колінчастого валу в чотиритактних двигунах, робочий цикл відбувається за два обороти колінчастого валу. За цей період впускні та випускні клапани кожного циліндра повинні відкритися один раз, а розподільний вал повинен повернутися на один оборот = розподіл. вал повинен обертатися в 2 рази повільніше за колінвал. Тому шестерня розподіл. вала має у 2 рази більше зубів, ніж шестерня колінчастого валу.

Шестерня колінвала сталева, а шестерня розподіляла текстолітова. Для зменшення шуму та надання плавності роботи зуби у обох шестерень зроблені косими.

Толкачі призначені для передачі зусилля від кулачків розподільчого валу. Їх виготовляють із сталі. Торці штовхачів, що стикаються з кулачками для зменшення зношування, роблять сферичними і наплавляють вибіленим чавуном. Переміщаються штовхачі до напрямних отворів. блоків циліндрів. Усередині штовхача є сферичні заглиблення для встановлення штанг. Штанги передають зусилля від штовхачів до коромислів. Їх виготовляють із дюралюмінієвого прутка, а на кінці напресовують сталеві наконечники. З одного боку штанга впирається у штовхач. З іншого боку в сферичну поверхню регулювального гвинта, повернутого в коромисло.

Коромисло передає зусилля від штанги до клапана. Виготовляють коромисло зі сталі або чавуну. Плечікоромисла неоднакові - плече з боку клапана довше. Цим зменшується висота підйому штовхача та штанги. У коротке плече коромисла повернути гвинт для регулювання теплового зазору. Коромисла встановлюють на загальну вісь, укріплену в головці циліндрів на стійках. Ось коромисел порожниста. Коромисла гойдаються на втулках із олов'янистої бронзи.

Клапани(8) - відкривають та закривають впускні та випускні канали. Клапан складається з тарілчастої плоскої головки та стрижня. Для покращення наповнення циліндрів бензино-повітряною сумішшю діаметр головки впускного клапана роблять більше, ніж випускного. Виготовляють із легованих сталей. Сідла клапанів для спрощення їх заміни роблять вставними. Матеріалом для сідел служить жаростійкий чавун. Сідла запресовують у виточення головок циліндрів. Робоча поверхня клапана (фаска) має кут 45*. Її ретельно перетирають до сідла. Стрижень клапана має виточення, в яке вставляють сухарики для кріплення завзятої шайби пружини клапанів.

Сухарики щільно охоплює конічна втулка. Нижній кінець пружини спирається на шайбу. На стрижень впускного клапана встановлений олійний ковпачок з маслостійкої гуми. Цим запобігається підсмоктування масла через зазор між напрямною втулкою і стрижнем впускного клапана. Для щільного закриття клапана між його стрижнем та носком коромисла є зазор. Якщо зазор менший за передбачений розмір, посадка клапана нещільна. В результаті відбувається витік газів та обгорання робочої поверхні клапана. Якщо зазор більший за передбачений розмір, відкриття клапанів неповне. Наповнення та відчистка циліндрів недостатні, ударне навантаження на сполучені деталі клапанного механізму підвищене, що призводить до прискореного зносу. У двигунів, що встановлюються на ЗМЗ УАЗ зазор між стрижнем клапана таноском коромисла на холодному двигуні повинен бути для першого та восьмого клапанів0.3-0.35. Для решти 0.35-0.40. У ГАЗ31-02 цей зазор повинен дорівнювати 0.4-0.45мм, а між дод. клапаном та коромислом-0.2мм.

Порядок роботи циліндрів двигуна: Волга 1-1 2-2 3-4 4-3 для Москвича-1,3,4,2.