Конструкція кривошипно-шатунного механізму.

В кривошипно-шатунний механізм входять блок циліндрів з картером і головкою циліндрів, шатунно-поршнева група і колінчастий вал з маховиком.

Блок циліндрів 11 (рис. 2) з картером 10 і головка 8 циліндрів є нерухомими частинами кривошипно-шатунного механізму.

До рухомих частин механізму відносяться колінчастий вал 34 з маховиком 43 і деталі шатунно-поршневої групи - поршні 24, поршневі кільця 18 і 19, поршневі пальці 26 і шатуни 27.

Рисунок 2 - Кривошипно-шатунний механізм двигунів легкових автомобілів

1, 6 - кришки; 2 - опора; 3, 9 - порожнини; 4, 5 - прокладки; 7 - горловина; 8, 22, 28, 30 - головки; 10 - картер; 11 - блок циліндрів; 12 - 16, 20 - припливи; 17, 33 - отвори; 18, 19 - кільця; 21 - канавки; 23 - днище; 24 - поршень; 25 - спідниця; 26 - палець; 27 - шатун; 29 - стрижень; 31, 42 - болти; 32, 44 - вкладиші; 34 - колінчастий вал; 35, 40 - кінці колінчастого вала; 36, 38 - шийки; 37 - щока; 39 - противага; 41 - шайба; 43 - маховик; 45 - півкільце

Блок циліндрів разом з картером є остовом двигуна. На ньому і всередині нього розміщуються механізми і пристрої двигуна. У блоці 11, виконаному заодно з картером 10 із спеціального низьколегованого чавуну, виготовлені циліндри двигуна. Внутрішні поверхні циліндрів відшліфовані і називаються дзеркалом циліндрів. Усередині блоку між стінками циліндрів і його зовнішніми стінками є спеціальна порожнина 9, звана сорочкою охолодження. У ній циркулює охолоджуюча рідина системи охолодження двигуна.

Усередині блоку також є канали і масляна магістраль мастильної системи, за якої підводиться масло до тертьових деталей двигуна. У нижній частині блоку циліндрів (в картері) знаходяться опори 2 для корінних підшипників колінчастого вала, які мають знімні кришки 1, що прикріплюються до блоку самоконтряшиїся болтами. У передній частині блоку розташована порожнина 3 для ланцюгового приводу газорозподільного механізму. Ця порожнина закривається кришкою, відлитими з алюмінієвого сплаву. У лівій частині блоку циліндрів знаходяться отвори 17 для підшипників валу приводу масляного насоса, в які запресовані з'єднувальні сталеалюмініевие втулки. З правого боку блоку в передній його частині є фланець для установки насоса охолоджуючої рідини і кронштейн для кріплення генератора. На блоці циліндрів є спеціальні приливи для: 12 - кріплення на стелі двигуна; 13 - масловіддільника системи вентиляції картера двигуна; 14 - паливного насоса; 15 - масляного фільтра; 16 - розподільника запалювання. Знизу блок циліндрів закривається масляним піддоном, а до заднього його торця прикріплюється картер зчеплення. Для підвищення жорсткості нижня площина блоку циліндрів кілька опущена щодо осі колінчастого вала.

На відміну від блоку, відлитого спільно з циліндрами, на малюнку 3 представлений блок 4 циліндрів з картером 5, відлиті з алюмінієвого сплаву окремо від циліндрів. Циліндрами є легкознімні чавунні гільзи 2, встановлювані в гнізда 6 блоку з кільцями ущільнювачів 1 і закриті зверху головкою блоку з ущільнювальною прокладкою.

Рисунок 3 - Блок двигуна зі знімними гільзами циліндрів

1 - кільце; 2 - гільза; 3 - порожнина; 4 - блок; 5 - картер; 6 - гніздо

Внутрішня поверхня гільз оброблена шліфуванням. Для зменшення зношування у верхній частині гільз встановлені вставки зі спеціального чавуну.

Знімні гільзи циліндрів підвищують довговічність двигуна, спрощують його збірку, експлуатацію та ремонт.

Між зовнішньою поверхнею гільз циліндрів і внутрішніми стінками блоку знаходиться порожнина 3, яка є сорочкою охолодження двигуна. У ній циркулює охолоджуюча рідина, омиває гільзи циліндрів, які називаються мокрими через зіткнення з рідиною.

Головка блоку циліндрів закриває циліндри зверху і служить для розміщення в ній камер згоряння, клапанного механізму і каналів дляподвода горючої суміші та відведення відпрацьованих газів. Головка 8 блоку циліндрів (див. Малюнок 2) виконана загальною для всіх циліндрів, відлита з алюмінієвого сплаву і має камери згоряння клиноподібної форми. У ній є сорочка охолодження і різьбові отвори для свічок запалювання. В головку запресовані сідла і направляючі втулки клапанів, виготовлені з чавуну. Головка кріпиться до блоку циліндрів болтами. Між головкою і блоком циліндрів встановлена металлоасбестовие прокладка 4, що забезпечує герметичність їх з'єднання. Зверху до голівки блоку циліндрів шпильками кріпиться корпус підшипників з розподільним валом, і вона закривається сталевою штампованою кришкою 6 з горловиною 7 для заливки масла в двигун. Для усунення течі масла між кришкою і головкою блоку циліндрів встановлена ущільнююча прокладка 5. З правого боку до голівки блоку циліндрів кріпляться шпильками через металлоасбестовую прокладку впускний і випускний трубопроводи, відлиті відповідно з алюмінієвого сплаву і чавуну.

Поршень служить для сприйняття тиску газів при робочому ході та здійснення допоміжних тактів (впускання, стиснення, випуску). Поршень 24 являє собою порожнистий циліндр, відлитий з алюмінієвого сплаву. Він має днище 23, головку 22 і спідницю 25. Знизу днище поршня посилено ребрами. У голівці поршня виконані канавки 21 для поршневих кілець.

У спідниці поршня знаходяться припливи 20 (бобишки) з отворами для поршневого пальця. У бобишках поршня залиті сталеві термокомпенсаціонних пластини, що зменшують розширення поршня від нагрівання і виключають його заклинювання в циліндрі двигуна. Спідниця зроблена овальної в поперечному перерізі, конусної по висоті і з вирізами в нижній частині. Овальність і конусність спідниці так само, як і термокомпенсаціонних пластини, виключають заклинювання поршня, а вирізи - торкання поршня з противагами колінчастого валу. Крім того, вирізи у спідниці зменшують масу поршня. Для кращої підробітки до циліндра зовнішня поверхня спідниці поршня покрита тонким шаром олова. Отвір в бобишках під поршневий палець зміщено щодо діаметральної площини поршня. За допомогою цього зменшуються перекіс і удари при переході його через верхню мертву точку (ВМТ).

Поршні двигунів легкових автомобілів можуть мати днища різної конфігурації з метою утворення разом з внутрішньою поверхнею головки циліндрів камер згоряння необхідної форми. Днища поршнів можуть бути плоскими, опуклими, увігнутими і з фігурними виїмками.

Поршневі кільця ущільнюють порожнину циліндра, виключають прорив газів у картер двигуна (компресійні 19) і попадання масла в камеру згоряння (маслос'емноє 18). Крім того, вони відводять теплоту від головки поршня до стінок циліндра. Компресійні і маслос'емниє кільця - розрізні. Вони виготовлені із спеціального чавуну. Внаслідок пружності кільця щільно прилягають до стінок циліндра. При цьому між розрізаними кінцями кілець (в замках) зберігається невеликий зазор (0, 2... 0, 35 мм).

Верхнє компресійне кільце, яке працює в найбільш важких умовах, має бочкоподібне перетин для поліпшення його підробітки. Зовнішня поверхня його хромована для підвищення зносостійкості.

Нижня компресійне кільце має перетин скребкового типу (на його зовнішній поверхні виконана проточка) і фосфатовані. Крім основної функції, воно виконує також додаткову - маслосбрасивающего кільця.

Маслос'емноє кільце на зовнішній поверхні має проточку і щілинні прорізи для відводу у внутрішню порожнину поршня масла, що знімається зі стінок циліндра. На внутрішній поверхні воно має канавку, в якій встановлюється Розтискні кручена пружина, що забезпечує До шатунним шийок колінчастого вала приєднують нижні головки шатунів. Шатунниє підшипники змащуються по каналах, що з'єднує корінні шийки з шатунними. Щоки з'єднують корінні і шатунні шийки колінчастого валу, а противаги розвантажують корінні підшипники від відцентрових сил неврівноважених мас.

На передньому кінці колінчастого вала кріпляться: ведуча зірочка ланцюгового приводу газорозподільного механізму; шків пасової передачі для приводу вентилятора, насоса охолоджуючої рідини, генератора; храповик для повертання вала вручну пусковою рукояткою. У задньому кінці колінчастого вала є спеціальне гніздо для установки підшипника первинного (ведучого) вала коробки передач. До торця заднього кінця вала за допомогою спеціальної шайби 41 болтами 42 кріпиться маховик 43.

Від осьових переміщень колінчастий вал фіксується двома опорними півкільцями 45, які встановлені в блоці циліндрів двигуна по обидві сторони заднього корінного підшипника. Причому з передньої сторони підшипника ставиться Сталеалюмінієвий кільце, а з задньої - з спечених матеріалів (металокерамічне).

Маховик забезпечує рівномірне обертання колінчастого вала, накопичує енергію при робочому ході для обертання валу при підготовчих тактах і виводить деталі кривошипно-шатунного механізму з мертвих точок. Енергія, накопичена маховиком, полегшує пуск двигуна і забезпечує рушання автомобіля з місця. Маховик 43 являє собою масивний диск, відлитий з чавуну. На обід маховика напрессован сталевий зубчастий вінець, призначений для пуску двигуна електричним стартером. До маховика кріпляться деталі зчеплення. Маховик, будучи деталлю кривошипно-шатунного механізму, є також однією з провідних частин зчеплення.