Практическая работа №1
«Изучение устройства и взаимодействия деталей кривошипно – шатунных механизмов бензиновых двигателей»
Цель занятий: анализировать особенности устройства деталей кривошипно – шатунных механизмов двигателей: ЗМЗ-402.10, ЗМЗ-53.11, ЗИЛ-508.10.
1. Назначение и устройство деталей кривошипно – шатунных механизмов.
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.
Он состоит из блока цилиндров (блока картера), головки блока цилиндров и поддона картера.
Блок цилиндров отливается единым с цилиндрами, поверхности которых затем обрабатываются хонингованием.
Внутри блока цилиндров расположены поршни с надетыми на них поршневыми кольцами.
Поршни соединены с коленчатым валом шатунами. Шатун своей верхней (малой) частью крепится изнутри к поршню с помощью поршневого пальца. К коленчатому валу он крепится своей широкой частью, соединенной шейкой коленчатого вала через шатунный подшипник в виде баббитового вкладыша. Коленчатый вал пяти-опорный, крепится снизу к блоку цилиндров через коренные подшипники. На коленчатый вал насажен маховик. Маховик – это массивный диск, по ободу которого крепится зубчатый венец, необходимый для соединения маховика со стартером при пуске двигателя.
Маховик обеспечивает плавность хода автомобиля с места, вывод поршней из мертвых точек и движение поршней во вспомогательных тактах рабочего процесса.
В головке блока цилиндров расположены узлы газораспределительного механизма.
2
2.1. Крышки коренных подшипников устанавливаются в соответствии с метками,при этом нужно равномерно затянуть гайки шпилек коренных подшипников. Окончательную затяжку производить динамометрическим ключом
2.2 СПОСОБЫ УПЛОТНЕНИЯ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА. прокладкой головки блока; резиновыми кольцами ;уложенными в канавках гильзы.
2.3 Насосное действие поршневых колец, нагнетающих масло в рабочую полость цилиндра, относится к вредным явлениям. К такому насосному действию поршневых колец добавляется затягивание масляной пленки внешней поверхностью колец, которое играет не меньшую роль. В результате масло попадает в полость цилиндра в количестве во много раз превышающем нужное для смазки. При работе двигателя из-за насосного действия поршневых колец в камеру сгорания, а следовательно, и на донышко поршня попадает масло. При перегреве донышка масло коксуется, кокс иногда нагревается докрасна, что вызывает преждевременное воспламенение рабочей смеси. Масло попадает также и на электроды свечей зажигания, образуя на них жидкую масляную пленку, или масляный кокс. Масло - диэлектрик, поэтому в первом случае в обмотке магнето может получиться перенапряжение и пробой обмотки или прекращение искрения. Во втором случае, поскольку кокс является хорошим проводником электричества, ток пройдет не через зазор между электродами свечи, а через отложившийся на электродах масляный кокс и, следовательно, искры не будет.
Расход масла на угар, происходящий из-за проникновения масла в камеру сгорания в результате насосного действия поршневых колец и вентиляции картера, используется для контроля технического состояния цилиндро-поршневой группы и двигателя в целом, поскольку этот параметр зависит от износа поршня, колец, а также от теплового и нагрузочного режимов двигателя.
|
|
2.5 Фиксация вала от осевого смещения осуществляется в коренных опорах; смещения допускают в пределах всего 0,2 мм. Как правило, для фиксации используют только одну изкоренных опор, с тем чтобы при тепловом расширении сохранялась возможность перемещения как самого вала, так и элементов остова двигателя. Такими являються либо крайние опоры.При косо зубом шестеренчатом или цепном приводе кулачкового вала газораспределения для фиксации вала рекомендуется использовать переднюю коренную опору.
Осевое перемещение вала воспринимается здесь двумя упорными шайбами и Ц изготовленными излистовой стали с нанесенным' на одну их сторону антифрикционным слоем. Передняя шайба подшипниковой стороно йобращёна к упорной стальной шайбе , посаженной на шпонке и зажато йме жду распределительной шестернёй и торцом первуй коренной шейки вала. Стальная полированная шайба, опираясь на подшипниковый слой шайбы, ограничивает перемещение вала назад. Задняя шайба подшипниковой стороной обращена в технологическому отшлифованному бортику передней щеки и ограничивает перемещение вала вперед. От проворачивания шайбу удерживают двумя штифтами , запрессованными в стенку блока и кришку переднего коренного"подшипника, а шайба — выступом (зубом), который входит в паз, сделанный на крышке коренного подшипника. Величину-осевого перемещения выдерживают в пределах 0,075—0,175 мм за счет подбора толщины передней шайбы .
2.6 Чтобы масло не вытекало наружу, на концах коленчатого вала в местах выхода из картера установлены маслоотражатели, а в корпусных деталях — сальники. В задней части двигателя имеется комбинированное уплотнение, которое состоит из маслосгон-на резьбы, выполненной на коленчатом валу, и сальника или узьких вкладышей. Образованное лабиринтное уплотнение предотвращает протекание масла в картер маховика.
Для уплотнения заднего конца коленчатого вала — хвостовика применяют сальники из прографиченного асбестового шнура ,который укладывают в канавки, .прорезанные в блоке цилиндров и в крышке коренного подшипникаили в специальном отдельном сальнико держателе, которымснабжаютдвигатель. Посколькуразъем картера в (рассматриваемом двигателе расположен ниже оси коленчатого вала, то сальнико держатель имеет еще дополнительные боковые, резиновые уплотнения , предотвращающие утечку масла через его вертикальный стык.
Надежное уплотнение заднего конца вала обеспечивают также совместным действием маслоотражательного буртика с масло-сгонной нарезкой , которую успішно применяют как самостоятельное устройство или в сочетании с прографиченными сальниками.
3
3.1 Конструкция блок-картера должна бать технологичной, обладать необходимой прочностью и жесткостью, хорошо отводить теплоту, бать удобной для монтажа, осмотра и регулировки расположенных на двигателе и внутри него механизмов. Кроме того, блок-картер должен иметь минимальные габаритне размеры и массу.
В том случае, когда блок цилиндров отливается вместе с верхнейчастью картера, возрастает жесткость отливки в плоскостях действия суммарных сил и моментов. Такая оливка полностью отвечает изложенным выше требованиям, отличается компактностью и требуе тзначительно менше механической обработки.
В двигателях с жидкостным охлажденим цилиндры отливаются в виде одного блока в месте с верхний частью картера. При отливке блоков и верхней части картера отдельно, первые крепятся к картеру болтами или шпильками. Жесткость блок-картера можноувеличить следующими способами: 1) болем низким расположением плоскости крепления нижней части картера (поддона) относительно оси коленчатого вала (двигатель ЗИЛ-130); 2) применением полно опорних коленчатых валов (двигатель ГАЗ-21); 3) созданием в отливке перегородок, оребрением наружных стенок, утолщением место сверления масляных каналов и постановкой дополнительных агрегатов на двигатель и др., 4) применением картера тоннельного типа (двигатель ДБ-67). В последнем случае коленчатые валы делают разъемными, а в качестве коренных подшипников применяют шарико – или ролико подшипники.
Цилиндры двигателей с жидкостным охлаждением отливаются с двойными стенками, между которыми циркулирует охлаждающая жидкость.Этопространство называется водяной рубашкой.
Для уменьшения неравномерности нагрева блока цилиндров применяют раздельный подвою охлаждающей жидкости.
Водяная рубашка цилиндров внизу кончается на уровне днища поршня при положенииего в н. м. т., а иногда продолжается до картера. В последнем случае увеличивается массадвигателя, ноулучшается его внешний вид, возрастаетжесткость блока-картера и улучшается охлаждение масла.
Наиболее эффективной является такая конструкция водяной рубашки, при которой наружная поверхность цилиндра совсехсторон омывается охлаждающей жидкостью. Это не всегда удается выполнить, в особенности для двигателей, имеющих неполно опорне коленчатые валы. В этомслучаецилиндрыделают с общейстенкой.
В двигателях с воздушным охлаждением цилиндры отливают отдельно и крепят к верхній половине картера.
3.2 Способ повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания, использующего в качестве моторного топлива нефтяное и альтернативное топливо, преимущественно растительное масло, заключающийся в том, что на поверхность гильзы наносят покрытие, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют 3 10%-ную эмульсию фтор углерода, а после нанесения покрытия поверхность гильзы подвергают термообработке в течение 0,5 1,5 ч при 150 250oС.
3.3 В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемые по ГОСТ 1050-74. Маркируются эти стали двузначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20, …, 75, 80, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.
К углеродистым сталям относят также стали с повышенным содержанием марганца (0,7-1,0 %) марок 15Г, 20Г, 25Г, …, 70Г, имеющих повышенную прокаливаемость.
Качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств.
Низкоуглеродистые стали 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп отличаются малой прочностью и высокой пластичностью в холодном состоянии. Эти стали в основном производят в виде тонкого листа и используют после отжига или нормализации для холодной штамповки с глубокой вытяжкой.
Они легко штампуютсяиз-за малого содержания углерода и незначительного количества кремния, что и делает их очень мягкими. Их можно использовать в автомобиле строении для изготовления деталей сложной формы. Глубокая витяжка из листа этих сталей применяется при изготовлении консервных банок, эмалированной посуды и других промышленных изделий.
Спокойные стали 08, 10 применяют в отожженном состоянии для конструкцій невысокой прочности – емкости, трубы и т. д.
3.4 Поршни для бензинових двигателей представляют класс легких тонкостенных поршней, способных сохранять работо способность при высоких скоростях вращения вала двигателя и умеренных давлениях в цилиндре. К особенностям конструкции можно отнести смещение пальцевого отверстия относительно оси поршня в сторону против вращения для уменьшения шума, относительно большие эллипс ности юбки, малую высоту. На юбки поршнем когут бать нанесены приработочные покрытияили (и) микро профиль. Завод производит поршни для бензинових двигателей от Ø72 мм (245-1004015Н) до Ø100 мм (421.1004015М). Легкие поршни для спортивних двигателей не имеют смещения пальцевого отверстия относительно оси цилиндра.
3.5 Компрессионные кольца,Маслосъемные кольца,Компрессионно-маслосъемные кольца (комбинированные)
3.6 Основными элементами коленчатых валов являются: коренные и шатунные шейки, щеки, хвостовик и носок. К обязательным элементам некоторых конструкций автомобильных и других аналогичных валов относятся также противовесы. Коренные шейки служат валу опорами, на которых он укладывается и вращается в соответствующих опорных (коренных) подшипниках двигателя. Шатунные шейки служат для шарнирного соединения вала с нижними головками шатунов. Шатунные шейки и устанавливаемые на них головки шатунов называют иногда кривошипными.
Щеки объединяют в один узел шатунные и коренные шейки. Две щеки, примыкающие к смежным коренным шейкам вместе с одной или несколькими шатунными шейками, образуют кривошипы (колена) вала. Противовесы устанавливаются на щеках со стороны, противоположной кривошипу, и служат в многооборотных двигателях для полной или частичной разгрузки коренных опор от местных центробежных сил. В ряде случаев они необходимы для уравновешивания двигателей.