Призначення та загальна будова КШМ.
Нерухомі деталі КШМ
Кривошипно-шатунний механізм є основою будь-якого поршневого двигуна. Саме він перетворює силу тиску газів на обертальний рух колінчастого вала та забезпечує передачу крутного моменту до трансмісії трактора.
Призначення кривошипно-шатунного механізму
Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) — це один із головних механізмів двигуна внутрішнього згоряння. Він забезпечує взаємодію між поршнем, шатуном і колінчастим валом, завдяки чому теплова енергія, що утворюється під час згоряння паливно-повітряної суміші, перетворюється на механічну роботу.
Основне призначення
Перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертальний рух колінчастого вала та передача крутного моменту до трансмісії трактора.
Додаткові функції
КШМ утворює робочий простір циліндра, сприймає значні механічні навантаження, забезпечує герметичність камери згоряння та слугує основою для встановлення інших механізмів двигуна.
Загальна будова КШМ
За конструкцією кривошипно-шатунний механізм складається з двох великих груп деталей — нерухомих і рухомих. Разом вони забезпечують безперервне виконання робочого циклу двигуна та передачу енергії до трансмісії.
Нерухомі деталі
До цієї групи належать блок-картер, циліндри або гільзи, головка блока циліндрів, піддон картера, корінні підшипники, ущільнення та інші елементи, які утворюють остов двигуна.
Рухомі деталі
До рухомих деталей належать поршень, поршневі кільця, поршневий палець, шатун, колінчастий вал і маховик. Саме вони безпосередньо здійснюють перетворення руху.
| Нерухомі деталі | Рухомі деталі |
|---|---|
|
• Блок-картер • Циліндри або гільзи • Головка блока циліндрів • Піддон картера • Корінні підшипники • Прокладки та ущільнення |
• Поршень • Поршневі кільця • Поршневий палець • Шатун • Колінчастий вал • Маховик |
Нерухомі деталі КШМ
Нерухомі деталі створюють міцний корпус двигуна та забезпечують правильне розташування всіх механізмів. Рухомі деталі виконують основну механічну роботу, сприймаючи тиск газів і передаючи його колінчастому валу. Надійність двигуна багато в чому залежить від точності виготовлення та взаємодії обох груп деталей.
Блок-картер — основа двигуна
Блок-картер є несучою частиною двигуна, до якої кріпляться або в якій розміщуються практично всі його механізми та системи. Саме він забезпечує взаємне розташування деталей, сприймає механічні навантаження під час роботи двигуна та надає конструкції необхідної жорсткості.
Конструкція
У більшості сучасних тракторних дизелів блок-картер відливають із високоміцного чавуну. Для рядних двигунів він має один блок циліндрів, а для V-подібних — два блоки, розташовані під певним кутом один до одного.
Функції
Усередині блок-картера розміщуються опори колінчастого вала, канали системи мащення, отвори для встановлення гільз, кріплення головки блока, а також місця для монтажу інших вузлів двигуна.
Верхня частина блок-картера утворює блок циліндрів, у якому встановлюються гільзи або безпосередньо виконуються циліндри. Нижня частина формує картер, де обертається колінчастий вал і накопичується мастило, що повертається після змащування деталей.
Блок-картери тракторних двигунів
1 - отвір для штанг штовхачів; 2 - отвір для відведення води; 3 - отвір для шпильок кріплення головки циліндрів; 4 - водорозподільний канал; 5 - канал для підведення олії; 6 - кришка корінного підшипника; 7 - приплив; 8 - гумове ущільнювальне кільце; 9 - отвір для втулки розподільчого валу; 10 - гільза циліндра; 11 і 13 - лівий та правий напівблоки; 12 - порожнина; 14 - шпилька; 15 - циліндр; 16 - отвір для гільзи циліндра; 17 - картер; 18 - ущільнювальна прокладка; А - площина кріплення головки циліндрів; Б - площина кріплення картера розподільних шестерень; В – площина кріплення кришки з опорою під турбокомпресор.
Сорочка охолодження
У двигунах із рідинним охолодженням навколо циліндрів передбачено спеціальні порожнини, які називають сорочкою охолодження. Через них циркулює охолоджувальна рідина, відводячи надлишкову теплоту від найбільш нагрітих деталей двигуна.
| Призначення сорочки охолодження | Результат |
|---|---|
| Відведення теплоти від циліндрів | Запобігання перегріванню двигуна |
| Підтримання оптимальної температури | Стабільна робота двигуна |
| Рівномірне охолодження блока | Зменшення теплових деформацій |
Картери розподільних шестерень та маховика, піддон картера
До передньої площини блок-картера кріпиться картер розподільних шестерень, до задньої - картер маховика, до нижньої - піддон картера
Картери розподільних шестерень та маховика
1 - опора; 2 - манжета ущільнення передньої частини колінчастого вала; 3 - кришка картера розподільних шестерень; 4 - картер розподільних шестерень; 5 - шпилька виставлення першого циліндра у верхню мертву точку; 6 - картер маховика дизелів із пуском від пускового двигуна; 7 - пробка зливу; 8 - корпус ущільнення колінчастого вала; 9 - картер маховика; 10 - масловідбивне кільце.
Піддон картера
Піддон картера закриває двигун знизу, утворює резервуар для моторної оливи та захищає внутрішні механізми від забруднення.
Піддон служить ємністю для зберігання моторної оливи, з якої мастило подається до всіх деталей двигуна системою мащення.
У нижній частині піддона передбачена зливна пробка для заміни мастила. На багатьох сучасних двигунах вона обладнана магнітом, який затримує дрібні металеві частинки, що утворюються внаслідок спрацювання деталей.
Для забезпечення герметичності між корпусними деталями двигуна встановлюють ущільнювальні прокладки.
Кріплення двигуна
Через блок-картер двигун з'єднується з остовом трактора. Найчастіше застосовується триточкова схема кріплення: одна опора розташована спереду, а дві — у задній частині двигуна.
Для зменшення передачі вібрацій на раму або напівраму трактора в опорах використовують гумові подушки або інші пружні елементи. Завдяки цьому підвищується комфорт роботи оператора та збільшується довговічність деталей машини.
Циліндри та гільзи
Циліндр є робочою частиною двигуна, всередині якої переміщується поршень. Разом із поршнем і головкою блока він утворює камеру згоряння, де відбуваються всі процеси робочого циклу двигуна.
Навіщо потрібні гільзи?
У більшості тракторних дизелів застосовують змінні гільзи циліндрів. Якщо робоча поверхня зносилася або була пошкоджена, достатньо замінити лише гільзу, не змінюючи весь блок двигуна.
Матеріал
Гільзи виготовляють із спеціального зносостійкого чавуну. Внутрішню поверхню ретельно обробляють і загартовують для забезпечення мінімального спрацювання та тривалого ресурсу.
Мокрі та сухі гільзи
За способом встановлення в блок двигуна гільзи поділяють на мокрі та сухі. Кожен варіант має свої конструктивні особливості та сферу застосування.
| Мокра гільза | Суха гільза |
|---|---|
| Безпосередньо контактує з охолоджувальною рідиною. | Встановлюється всередині блока без прямого контакту з охолоджувальною рідиною. |
| Має гумові ущільнення для герметизації. | Запресовується в блок або встановлюється з натягом. |
| Краще відводить теплоту та простіше замінюється. | Відзначається більшою жорсткістю конструкції блока. |
Незалежно від конструкції гільза повинна забезпечувати точне напрямлення поршня, герметичність камери згоряння та ефективне відведення теплоти від деталей циліндро-поршневої групи.
Циліндри двигунів з повітряним охолодженням
Особливість конструкції
Циліндри відливають із високоміцного легованого чавуну. Робочу поверхню обробляють з високою точністю, а після механічної обробки зміцнюють для підвищення зносостійкості. На зовнішній поверхні циліндра виконують ребра охолодження.
У двигунах з повітряним охолодженням окремі гільзи, як правило, не застосовують. Кожний циліндр виготовляють як окрему деталь, яку кріплять до картера шпильками.
Охолодження
Потік повітря, який створює вентилятор, проходить між ребрами охолодження та відводить теплоту без використання охолоджувальної рідини.
Головка блока циліндрів
Головка блока циліндрів закриває циліндри зверху та разом із поршнем утворює камеру згоряння. У ній розміщуються канали для впуску свіжого повітря та відведення відпрацьованих газів, встановлюються клапани, форсунки, а також окремі елементи газорозподільного механізму.
Двигуни з рідинним охолодженням
Головку виготовляють зі спеціального чавуну або алюмінієвого сплаву. Усередині виконані канали, якими циркулює охолоджувальна рідина, що забезпечує рівномірне відведення теплоти.
Двигуни з повітряним охолодженням
На зовнішній поверхні головки розташовані ребра охолодження. Вони збільшують площу тепловіддачі та забезпечують ефективне охолодження потоком повітря.
Поверхня головки, яка прилягає до блока циліндрів, обробляється з високою точністю. Це необхідно для забезпечення герметичності камери згоряння та запобігання витіканню газів, моторної оливи й охолоджувальної рідини.
Прокладка головки блока
Між блоком циліндрів і головкою встановлюють спеціальну ущільнювальну прокладку. Вона компенсує незначні нерівності поверхонь і забезпечує герметичність усіх робочих порожнин двигуна.
| Функція прокладки | Призначення |
|---|---|
| Герметизація камери згоряння | Запобігає прориву газів між блоком і головкою. |
| Герметизація системи охолодження | Не допускає витікання охолоджувальної рідини. |
| Герметизація системи мащення | Перешкоджає витіканню моторної оливи. |
Під час складання двигуна гайки або болти кріплення головки затягують у визначеній виробником послідовності та з установленим моментом затягування. Недотримання цих вимог може призвести до деформації головки, пошкодження прокладки та втрати герметичності.
Основні нерухомі деталі КШМ
Блок-картер
Є несівною основою двигуна, у якій встановлюються основні механізми та системи.
Циліндри або гільзи
Утворюють напрямну поверхню для переміщення поршнів та беруть участь у формуванні камери згоряння.
Головка блока
Закриває циліндри зверху, містить клапани, форсунки та канали для впуску й випуску.
Піддон картера
Служить резервуаром для моторної оливи та захищає нижню частину двигуна.
Корінні підшипники
Забезпечують надійну опору колінчастого вала та його вільне обертання.
Прокладки та ущільнення
Забезпечують герметичність з'єднань і запобігають витіканню газів, мастила та охолоджувальної рідини.
Запам'ятайте
| Основний висновок |
|---|
| Нерухомі деталі кривошипно-шатунного механізму утворюють міцний остов двигуна, забезпечують правильне розташування рухомих деталей, герметичність камери згоряння та створюють умови для ефективного охолодження і мащення всіх механізмів. |
Навчальні відео
Призначення і будова КШМ
Відео допоможе закріпити знання про загальну будову та нерухомі деталі КШМ.
Інтерактивний тест для самоперевірки
Дайте відповіді на запитання, щоб перевірити свої знання з теми «Призначення та загальна будова КШМ. Нерухомі деталі КШМ».
Реєстрація користувача
1. Яке основне призначення кривошипно-шатунного механізму?
2. На які дві групи поділяються деталі КШМ?
3. Яка деталь є основою, на якій монтуються механізми двигуна?
4. Для чого призначена сорочка охолодження блока циліндрів?
5. Яке призначення піддона картера?
6. Яка головна перевага мокрої гільзи циліндра?
7. Яке основне призначення головки блока циліндрів?
8. Для чого встановлюють прокладку між блоком і головкою циліндрів?
9. Яка деталь НЕ належить до нерухомих деталей КШМ?
10. Від чого значною мірою залежить довговічність нерухомих деталей КШМ?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Тема. Призначення та загальна будова КШМ. Нерухомі деталі КШМ
Правильних відповідей: 0 з 10