Кривошипно-шатунный механизм. Кшм это

Кривошипно-шатунный механизм - это... Что такое Кривошипно-шатунный механизм?

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение (например, во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания), и наоборот. Детали КШМ делят на две группы, это подвижные и неподвижные детали:

• подвижные: поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый вал с подшипниками или кривошип, маховик.
• неподвижные: блок цилиндров (является базовой деталью двигателя внутреннего сгорания) и представляет собой общую отливку с картером, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, нижний картер (поддон), гильзы цилиндров, крышки блока, крепежные детали, прокладки крышек блока, кронштейны, полукольца коленчатого вала.

Принцип действия

Прямая схема: Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал состоит из:

• шатунные шейки
• коренные шейки
• противовес

Обратная схема: Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразовывается в поступательное движение поршня.

Применение

Кривошипно-шатунный механизм используется в двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах, поршневых насосах, швейных машинах

См. также

Другие способы преобразования вращательного движения в прямолинейное

Ссылки

dic.academic.ru

1. Кривошипно-шатунный механизм.

Билет №5

КШМ предназначен для восприятия давления газов и преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движения коленвала. К кШМ относятся : блок цилиндра головка блока цил нижний картер поддон картер сцепления и маховика ,поршни с кольцами , пальцы, шатуны, коленвал ,маховик.

Блок - общая отливка в которой располагается цилиндр служит основанием для крепления и сборки всех механизмов и узлов .Конструкция: сплошной ,разъемный,тунельный. Все полости и стыки должны быть герметичны .Головка явл крышкой блока цилиндров. В них расположены каеры сгорания ,впускные и выпускные каналы под клапана, а также запрессованной напраляющей втулкой и седла клапанов.Поддон – защитный кожух КШМ снизу и резервуарам для масла. Картер сцепления и маховика –защитный кожух.Поршень служитдля восприятия давленя газа и осуществления вспомогательных тактов. Верхняя часть головка ,нижняя направляющая – юбка, приливы в стенках юбки – бобышка. юбка поршней в гор. сечении имеет форму элипса,причем большая ось расположена в плоскости перпендикулярной оси поршневого пальца .Кольца – от 1 до 3 компрессионных ,1 или 2 маслосъемных . предназначены для предотвращения прорыва газов через зазор между юбкой и стенкой цил.,а также для удаления излишнего масла со стенок цил. Препятствует проникновению его в камеру сгорания.Пальцы предназ для шарнирного соединения поршня с шатуном. Поверхность шлифуют .ось отверстия для пальца смещена на 1,5 мм от оси поршня (вправо по ходу автомобиля ),вследствии этого в ВМТ не происходит быстрого перебрасования поршня от одной стенки к другой и стук поршня уменьш.Палец устанавливается с натягом. Запрессовка пальца в поршень не допуск. Расположение цилиндров а- одновальные 1)Однорядные с вертик рсположением цил 2)v-образные 3) снежинкообразные4)x-образные5)с противоположным расположением цил(аппазитные)6)расп цил в виде звезда б-двухвальные1)двухрядные с паралельным расп цил2)двухтактные с противоположнми поршнями 3)ромбообразный 4) треугольником)

КРИВОШИПНО-ШАТУнНЫЙ МЕХАНИЗМ. БЛОК И ГОЛОвКА ЦИЛИНДРОВ. КШМ двигателя воспринимает давление газов при такте расширения и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Кривошипно-шатунный механизм многоцилиндрового двигателя состоит из блока цилиндров, головок цилиндров, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, вкладышей, маховика и поддона картера.

Цилиндр с головкой образует пространство, в котором осуществляется рабочий цикл двигателя. Стенки цилиндра направляют движение поршня.

Цилиндры многоцилиндровых двигателей отливают из серого чугуна или алюминиевого сплава в виде одной целой детали — блока цилиндров. За одно целое с блоком цилиндров отливают верхнюю часть картера двигателя.

В отливке блока цилиндров выполнены рубашка охлаждения, окружающая цилиндры, а также постели для коренных подшипников коленчатого вала, подшипников распределительного вала и места для крепления других узлов и приборов. У V-образного восьмицилиндрового двигателя блок цилиндров 5 (рис. 9) имеет два ряда цилиндров (по четыре цилиндра в каждом), расположенных под углом 90°. Головок блока цилиндров две — для правого и левого рядов цилиндров.

Уплотнение гильз в блоке достигается резиновыми кольцами или прокладками.

Тщательно обработанная внутренняя поверхность гильз (ллк цилиндров) называется з е р к а л о м.

Головки 1 цилиндров отливают из алюминиевого сплава пли чугуна (двигатель Я-МЗ). В них расположены камеры сгоря-ния, отверстия для свечей зажигания (карбюраторные двигатели) или форсунок (дизели), впускные и выпускные клапаны (при верхнем их расположении), вставные седла и направляющие втулки клапанов. В отливке головок цилиндров имеется рубашка охлаждения, сообщающаяся отверстиями с рубашкой охлаждения блока цилиндров. Герметичность соединения головок с блоком цилиндров обеспе­чивается металлоасбестовои прокладкой .9. Головки к блоку цилинд­ров крепятся шпильками и гайками.

Сверху головки цилиндров закрываются штампованными крышками. Между крышками и головками цилиндров устанавливают прокладки из маслостойкой резины.

ПОРШНЕВАЯ ГРУППАВ поршневую группу входят поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы. Поршень представляет собой металлический стакан, донышком обращенный вверх. Он воспринимает давление газов при рабочем ходе и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Отливают поршни из алюминиевого сплава.

Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбка) части. Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня. Днище поршня вместе с головкой цилиндра образует камеру сгорания. В головке поршня проточены канавки для поршневых колец. Уплотняющая часть имеет диаметр, увеличивающийся книзу. Юбка поршня имеет две бобышки (приливы) с отверстиями для поршневого пальца. Каждая бобышка связана с днищем поршня двумя ребрами.

Юбка поршня обычно имеет прорези, которые предупреждают заедание поршня при нагреве и позволяют уменьшить зазор между гильзой цилиндра и поршнем. Заклинивание поршня исключают также приданием юбке овальной формы. Диаметр поршня в плоскости, перпендикулярной оси пальца, делают больше, чем в направлении оси поршневого пальца (у ЗИЛ-130 на 0,52 мм). При нагревании поршень расширяется сильнее в направлении оси поршневого пальца, где в бобышках сосредоточена наибольшая масса металла. Поэтому овальный поршень при нагреве получит цилиндрическую форму.

Отверстие под поршневой палец располагается не по оси симметрии поршня, а смещено па 1,5 мм (ЗМЗ-24, ЗМЗ-53) вправо по ходу автомобиля. Этим уменьшается сила удара поршня о стенки гильзы при переходе его через в. м. т. в процессе сгорания—расширения газов.

Для улучшения приработки поршней к гильзам цилиндров и предохранения их от задиров юбку поршня покрывают тонким слоем олова.

Поршневые кольца устанавливают в канавки, расположенные в головке поршня. Они подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют поршень в гильзе цилиндра и предотвращают прорыв газов через зазор между юбкой поршня и стенкой гильзы. Маслосъемные кольца, кроме того, снимают излишки масла со стенок гильз и не допускают попадания его в камеры сгорания.

Рис. 11. Поршневые кольца двигателеи:

и, б — ЗЫЗ-')3 и ЗИЛ-130; 1 — верхние компрессионные копыта, 2 — средние компрессионные коль­ца, з — маслосъемное кольцо, 4 — кольцевые диски стального масло-съемного кольца, 5— радиальный расширитель, 6 — осевои расши­ритель

Поршневые кольца изготовляют из чугуна или стали. Для установки на поршень кольца имеют разрез, называемый замком. Маслосъемное кольцо отличается от компрессорных колец сквозными прорезями для прохода масла. В канавке поршня для маслосъемного кольца сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня.

В целях повышения износостойкости поверхность верхнего стопорного кольца подвергают пористому хромированию. Остальные кольца для ускорения приработки покрывают топким слоем олова.

.Поршневой палец служит для соединения поршня с шатуном и представляет собой короткую трубку. Пальцы изготовляют из легированной цементованной стали или из углеродистой стали, закаленной токами высокой частоты. Наиболее распространены «плавающие» пальцы, свободно поворачивающиеся по втулке верхней головки шатуна и в бобышках поршня. От осевого смещения поршневой палец предохраняется стопорными кольцами вставляемыми в выточки обеих бобышек поршня.

Шатун и коленчатый вал Шатун передает усилие от поршня к коленчатому валу при рабочем ходе и в обратном направлении при вспомогательных тактах. Он состоит из верхней головки, стержня двутаврового сечения и разъемной нижней головки, закрепляемой на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышку изготовляют из легированной или углеродистой, стали. В верхнюю головку шатуна запрессовывают одну пли две втулки из оловянистой бронзы, а в нижнюю вставляют тонкостенные стальные вклады­ши , залитые слоем антифрикционного сплава. Нижняя головка шатуна и крышка соединяются двумя болтами, гайки которых шплинтуются.

Вкладыши шатунных подшипников двигателей ЗМЗ-24, ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 выполнены из сталеалюминиепой ленты, антифрикционный слой которой представляет собой алюминиевый сплав АМ01-20*. Вкладыши двигателя «Москвич-412»—трехслойные, изготовлены из сталебронзовой ленты, имеют свинцово-нндиевое покрытие.

От провертывания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки, выфрезерованные в шатуне и его крышке.

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент. Он имеет коренные шейки ; шатунные шейки;щеки, соединяющие коренные и шатунпые шейки; противовесы ; фланец для крепления маховика ; носок, па котором установлены хра­повик пусковой рукоятки, распределительная шестерня и шкив привода водяного насоса и вентилятора. Шатунная шейка со щеками образует колено (или кривошип) вала.

Коленчатый вал штампуют из стали или отливают из магниевого чугуна (ЗМЗ-24, ЗМЗ-53). Литье позволяет выполнить все шейки вала полыми. Шейки стальных коленчатых валов закаливают токам высокой частоты. Все шейки коленчатых валов тщательно шлифуют и полируют. Переходы (галтели) от шеек к щекам выполняют плавными.Количество шатунных шеек в двигателе, имеющем рядное расположенно цилиндров, равно числу цилипдроп, а в V-образпом двигателе—в два раза меньше число цилиндров, так как па каждую та тунпую шелку устанавливают по два шатуна (см. рис. 10). Из условия равномерного чередования рабочих ходов колена вала четырехцилидрового двигателя (если смотреть на вал с торца) располага­ются под углом 180°, шестпцилнпдрового под 120° восьмиццлиндрового под 90°

Количество коренных шеек четырехцнлпндровых двигателей с рядным расположенном цилиндров три пли пять, в шестпцллнндровых — четыре или семь, в V-образпых восьмпцилпндровых — пять.

Рис. 12. Форма коленчатого вала:

а — рядного чстырехцнлппдрового двигателя, б — рядного шестицилипдропого днмгатсля, б — V-обра.чпого шсстицилипдроного днигателя, з — У-образпого восьмицилипдроного двигателя; 1—8 — номера цилиндров

если шатунная шейка с двух сторон имеет коренную, то такой коленчатый вал называют полноопорпым. Полноопорный вал (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130, ЗМЗ-24, «Москвич-412») меньше прогибается, обеспечивая лучшие условия работы подшипников и больший срок их службы.

В современных автомобильных двигателях скорость вращения коленчатого вала достигает 3000—4000 об/мпн в грузовых автомобилях и 5000—6000 об/мин — в легковых. Поэтому возникают большие центробежные силы, действующие на шатунные шейки, щеки и нижние головки шатунов. Эти силы нагружают коренные подшипники, вызывая их ускоренный износ.

Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы 7 (см. рис. 10), расположенные против шатунных шеек коленчатого вала.

Коронные и шатунные шейки коленчатого вала соединены наклонными каналами, просверленными в щеках и служащими для подвода масла от коренных к шатунным подшипникам. Шатунные шейки выполняют полыми или высверливают в них полости — грязеуловители. В этих полостях под действием центробежных сил при работе двигателя отлагаются тяжелые частицы и продукты износа, содержащиеся в масле. МАХОвИК И КАРТЕР. Маховик представляет собой массивный диск, отливаемый из чугуна. Он повышает равномерность вращения коленчатого вала при малых числах оборотов и передает крутящий момент трансмиссии автомобиля. Он изготовляется из чугуна. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.

Поддон, или нижняя часть картера, предохраняет от попадания в картер пыли и грязи и служит резервуаром для масла. Его штампуют из листовой стали. К верхней части картера поддон крепится болтами или шпильками, уплотнение достигается пробковой прокладкой. Плоскость разъема картера обычно располагается ниже оси коленчатого вала, что повышает жесткость картера двигателя. МАТЕРИАЛЫ КШМ. Картер и блок картера СЧ-18,21,24

30 или ал. Литейного сплва Al 4,9.Гильзы СЧ-15,24 , сталль азотированная 35ХЮА ,38ХМЮА. Гловки Al 4,9.Пальцы легир цемент сталь 15х,20х,20х2м4А,12хн3а.Поршни литейный сплав Al

или серый ковкий чугун.Кольца серый перлитный чугун ,или смесь меди железа графита. Шатуны карб дв.- Сталь 40,45,лег ст 45г2,40хн.Форсированных дв. 45,45х,лег ст 18 х2н4ма.Шатунные болты хромированные ст 38ха,40х.Коленвалы –штампованные сталь 40,45,50г,45г2;Чугуные валы из высокопрочного чугуна .

studfiles.net

Кривошипно-шатунный механизм

КШМ — кривошипно-шатунный механизм. Является важнейшим элементом в устройстве ДВС. Главными функциями КШМ становятся:

1. Данный механизм принимает на себя давление газов, которое возникает при сгорании рабочей топливно-воздушной смеси в цилиндрах силового агрегата.
2. Кривошипно-шатунный механизм отвечает за дальнейшее преобразование энергии, полученной в результате сгорания топлива и давления газов, в полезную механическую работу. Эта работа заключается во вращении коленчатого вала.

Кривошипно-шатунный механизм считается одним из основных механизмов двигателя внутреннего сгорания и конструктивно состоит из списка подвижных и неподвижных деталей. К основным неподвижным элементам относится блок цилиндров (БЦ), головка бока цилиндров (ГБЦ), поддон картера и ряд других крышек, прокладок и крепежей. Подвижными деталями КШМ считаются:

КШМ в двигателе внутреннего сгорания преобразует движение поршня, которое является возвратно-поступательным, в движение коленчатого вала (применительно к устройству ДВС), которое становится вращательным.

Кривошипно-шатунный механизм устроен так, что сначала поршни соединяют с шатунами, а далее пара поршень/шатун крепится к коленчатому валу. Поршни находятся и перемещаются во втулках цилиндров, которые еще называют гильзами. Наличие внешнего вращательного (крутящего) момента также заставляет коленвал совершать вращательное движение. Такую схему называют обратной, что подразумевает преобразование вращения коленвала через связку вала и шатуна снова в поступательное движение поршня.

Читайте также

krutimotor.ru

• 
  Бетоносмеситель принудительного действия
• 
  Сплавы цветных металлов
• 
  Привод асинхронного электродвигателя
• 
  Ось колеса
• 
  Снип складирование материалов на строительной площадке
• 
  Рессоры уаз
• 
  Антифрикционный сплав для заливки вкладышей подшипников
• 
  Машины для внесения навоза
• 
  Сеялки зерновые
• 
  Принцип работы системы охлаждения двигателя
• 
  Надежность крепления концевого крана контролируется