ГОСы / Трактора и Автомобили / 4

4. Кривошипно-шатунный механизм — основной рабочий механизм поршневого двигателя. Он участвует в соверше­нии рабочего цикла двигателя и преобразует возвратно-поступательное движение пор­шня, воспринимающего силу дав­ления расширяющихся газов, во вращатель­ное движение коленчатого вала. Элемен­ты кривошипно-шатунного меха­низма условно можно разделить на две группы: неподвижные и подвижные.

К неподвижным элементам механизма относятся цилиндры, головки цилинд­ров, картер с подшипниками коленча­того вала и связующие детали. Все это обра­зует корпус двигателя. Подвижные элементы механизма: поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатуны с под­шипниками, коленчатый вал с махови­ком и гасителем крутильных колебаний.

Блок-картер служит остовом двига­теля. Он представляет собой сложную отливку коробчатой формы, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя — верхнюю половину картера. На рисунке 2.3 изображены основные эле­менты блок-картеров тракторных дви­гателей * СМД-14, СМД-60 и Д-144.

Увеличение жесткости блок-картера достигается использованием перегоро­док и оребрения внутренней поверхно­сти. Поперечные вертикальные перего­родки разделяют блок-картер на одина­ковые отсеки, которых столько же, сколько цилиндров. У двигателей с чис­лом цилиндров до четырех (редко до шести) цилиндры располагают в блок-кар­тере в один ряд (рядное расположе­ние — рис. 2.3, а), при числе цилинд­ров шесть, восемь и более — два ряда с накло­ном одного к другому (V-образное расположение — рис. 2.3, б). Угол между осями цилиндров обоих рядов называют углом развала. Выбор V-образной схемы расположения цилиндров об­условлен стремлением уменьшить дли­ну, высоту и массу двигателя, повысить жесткость блок-картера и коленчатого вала, а также добиться минимальных де­формаций коренных подшипников, гильз цилиндров и плоскости стыков блока с головкой цилиндров. Рядное распо­ло­жение цилиндров имеют двигатели Д-240, А-41, А-01, СМД-14, Д-144; V-образное — ЗИЛ-130, ЗМЗ-53, СМД-60, все двига­тели ЯМЗ и КамАЗ.

Для двигателей тракторов и грузовых автомобилей применяют, как правило, мокрые гильзы, так как упрощается ли­тье блок-картера, появляется возмож­ность применения более износостойких материалов, повышается теплоотвод и уменьшается неравномерность нагрева, снижается трудоемкость ремонта (изно­шенные гильзы можно заменять без сня­тия двигателя с шасси).

К недостаткам при использовании мок­рых гильз относятся: уменьшение жест­кости блок-картера, необходимость до­полнительного уплотнения жидкостной рубашки, вероятность появления кавитационного разрушения. Мокрую гиль­зу в гнездо блок-картера устанавливают так, чтобы предотвратить утечку жидко­сти из водяной рубашки в цилиндр и поддон картера. Кроме того, должна быть обеспечена возможность изменения длины гильзы при нагревании или ох­ла­ждении.

Поршень (рис. 2.9, а) состоит из дни­ща 1, уплотняющей части 3 и направляю­щей части (юбки) 4. На внутренней сто­роне юбки имеется два массивных при­лива— бобышки 8. Они соединяются ребрами с днищем, увеличивая тем са­мым прочность поршня. В бобышках проделаны отверстия для установки пальца 10, в которых проточены кольце­вые канавки для стопорных колец 11. Днище вместе с уплотняющим поясом образует головку поршня. На внешних поверхностях головки и юбки проточе­ны канавки 12 и 9 для установки соот­ветственно компрессионных и маслосъемных колец. Верхнюю часть поршня на­зывают уплотнительным поясом, так как размещенные здесь поршневые кольца предотвращают прорыв газов через за­зоры между поршнем и цилиндром. По окружности канавок 9 я 13 просвер­лены сквозные отверстия 14 для отвода масла в картер двигателя.

ПРОЦЕСС ВЫПУСКА

Процесс выпуска начинается в точке 3 (рис. 3.8) с момента открытия выпуск­ного клапана и предназначен для очист­ки цилиндров двигателя от продуктов сгорания. Отработавшие газы за счет перепада давления в цилиндре и выпускном трубопроводе с большой ско­ростью удаляются из цилиндра. Из-за опережения открытия выпускного кла­пана за 40…60° п.к.в. до прихода поршня в н.м.т. уменьшается работа, затрачиваемая на выталкивание газов из цилиндра.

Выпускной клапан остается открытым и после прохождения поршнем в.м.т. примерно 10...20⁰ п.к.в. (точка 4}. Это способствует лучшей очистке цилиндра и увеличению коэффициента наполнения.

Давление в процессе выпуска непо­стоянно. Его среднее значение за весь такт выпуска .

Температура отработавших газов в конце выпуска у карбюраторных дви­гателей , а дизелей .

Отработавшие газы содержат ряд ток­сичных химических соединений, кото­рые, попадая в атмосферу, представляют определенную опасность для организма человека (окись углерода СО, углеводо­роды , окислы азота , сажа и др.).

Одновременно с токсичными состав­ляющими в атмосферу выбрасываются картерные газы, пары бензина и т. д. (табл. 11).

СОДЕРЖАНИЕ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ РАБОТЕ ДВИГАТЕЛЕЙ НА НОМИНАЛЬНОМ РЕЖИМЕ

Вещества	В % по объёму
	Карбюраторные двигатели	дизели
Окись углерода	До 6	0,2
Окислы азота	0,46	0,35
Углеводороды	0,4	0,04
Двуокись серы	0,007	0,04
Сажа	0,05	0,3

Для уменьшения вредного влияния токсичных веществ на организм чело­века их содержание в отработавших га­зах ограничивается ГОСТ 17.2.2.03—77, согласно которому предельно допустимые нормы выделения окиси углерода авто­мобилями выпуска с 1 января 1980 г. на холостом ходу не должны превышать 1,5...1 %.

Рис. 3.8. Диаграмма процесса выпуска четырех­тактного двигателя.

Токсичность отработавших газов мож­но снизить следующими способами: со­вершенствованием процесса сгорания для большей полноты окисления топ­лива; поддержанием двигателей в техни­чески исправном состоянии правильной регулировкой систем питания и зажига­ния (топливоподачи); применением в си­стеме выпуска специальных нейтрали­заторов.