О кривошипно — шатунном механизме

Кривошипно - шатунный механизм

О кривошипно — шатунном механизме. Предыдущая часть рассказа о кривошипно — шатунном механизме показала, что большинство его деталей должно отвечать противоречивым требованиям и обладать взаимоисключающими свойствами. Эти «единство и борьба противоположностей» ведут к тому, что существует довольно много конструкций любого узла.

Каждый из них рождается как гениальный компромисс, который улучшается несколькими поколениями разработчиков. Иногда можно просто сделать несколько вариантов агрегата. Но бывает и так, что одна деталь «тянет» за собой другую. Та в свою очередь третью…

Двигатель — это единый организм, а подразделение его на системы и механизмы всегда а какой-то степени условность. И шатун — яркий пример элемента, имеющего жесткую логическую связь с другими деталями двигателя.

Шатун служит для передачи сил от поступательно от движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу. Он имеет верхнюю и нижнюю головки и стержень, их соединяющий. Из-за высокой нагруженности эта деталь KLIIM изготовляется из высококачественных легированных сталей ковкой или объемной штамповкой.

Поршневой палец — простейшая деталь КШМ. Как правило, это толстостенная трубка из вязкой низкоуглеродистой стали с насыщенной углеродом (цементированной) рабочей поверхностью, приобретающей после термообработки высокую твердость (а). На спортивных двигателях для облегчения конструкции края отверстия нередко растачивают на конус (б).

В верхней головке шатуна применяют подшипники скольжения, чаще всего в виде бронзовой втулки (а). На японских мотоциклах можно встретить и такое решение: в тщательно обработанном отверстии шатуна поршневой палец работает безо всяких втулок (б). Подшипники этого типа всегда требуют обильной смазки, поэтому последние годы в верхнюю головку шатуна все чаще устанавливают игольчатые подшипники (в), которые могут быть насыпными (в, справа) или с установленными в сепаратор иголками (в, слева).

ют прочность материала. Для увеличения жесткости стержню шатуна придают, как правило, форму двутавра.

Верхняя головка шатуна охватывает поршневой палец, служащий для соединения с поршнем. В большинстве современных мотоциклетных двигателей палец устанавливают в поршень с небольшим натягом и фиксируют от осевого перемещения стопорными кольцами Подвижность шатуна относительно поршня обеспечивается установленным в верхней головке подшипником скольжения (например, бронзовой втулкой) или качения(например, игольчатым). Впрочем, достаточно взглянуть на шатун «Жигулей» первого поколения, чтобы убедиться в том, что описанная конструкция — не единственная; но поскольку подобные «отклонения от традиций» на мотоциклах — редкость, мы ограничимся этим упоминанием.

Нижняя головка шатуна является корпусом подшипника, работающего, как правило, по поверхности шатунной шейки коленчатого вала, из-за этого конструкции нижней головки шатуна, подшипника и коленвала взаимосвязаны.

Назначение коленчатого вала — преобразовывать силу давления газов на поршень в крутящий момент и передавать его

Шатун с неразъемной нижней головкой (а) должен иметь в ней подшипник качения (г) и устанавливаться в составной коленчатый вал, после сборки которого становится его частью. Шатун с разъемной нижней головкой (б) обычно имеет в ней подшипник скольжения в виде тонкостенных вкладышей и работает с коленвалом, изготовленным из целого куска металла. Вильчатый шатун (в) — не редкость на V-образных двигателях.

в трансмиссию. При работе на него действуют большие изгибающие и скручивающие нагрузка ударного характера, возникающие как от давления газов, так и от сил инерции.

Форма коленвала зависит от тактности, числа и расположения цилиндров и других особенностей двигателя. В «двухтактниках» валу стараются придать форму, максимально заполняющую кривошипную камеру, поскольку от этого зависит работа двигателя. Кроме того, кривошипно-камерная продувка не позволяет обеспечить обильную смазку, необходимую подшипникам скольжения. Все это заставляет устанавливать в неразъемной нижней головке шатуна подшипник качения (игольчатый или роликовый), а сам коленвал делать составным.

В четырехтактных двигателях нагрузки заметно выше, чем в двухтактных. Потому, кроме составных, здесь широко используются сплошные коленчатые валы, требующие применения шатунов с разъемной нижней головкой и подшипников скольжения, обильная смазка которых обеспечивается специальной системой.

Сплошной коленчатый вал более надежен, чем составной, но может работать лишь в паре с шатуном, имеющим разъемную нижнюю головку: 1 — коренная шейка; 2 — шатунная шейка; 3 — щека.

Несколько примеров составных коленчатых валов. Классический вариант в собранном виде (а). Обычно шатунная шейка изготавливается в виде пальца и запрессовывается в отверстия щек (б). Не так давно посадочные поверхности пальца в щеках выполняли коническими, а коленвал собирали, стягивая гайками (г). Вариант коленчатого вала оппозитного четырехтактного двигателя (в). Цифрами обозначены: 1 — шатун; 2 — щека; 3 — коренные пальцы (если изготовлены заодно со щекой, то их называют шейками, а всю деталь — полуосью); 4 — противовес; S — шейка шатуна.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *