Jednym z elementów silnika jest mechanizm korbowy (w skrócie KShM). Zostanie to omówione w naszym artykule.
Głównym zadaniem wału korbowego jest zamiana ruchów liniowych tłoka na działania obrotowe wału korbowego w silniku i odwrotnie.
Schemat mechanizmu korbowego (CSM): 1 – Panewka łożyska korbowodu; 2 – Tuleja górnej główki korbowodu; 3 – Pierścienie tłokowe; 4 – tłok; 5 – Sworzeń tłokowy; 6 - Pierścień ustalający; 7 – Korbowód; 8 – Wał korbowy; 9 – Osłona łożyska korbowodu
Ta część KShM jest prezentowana w postaci cylindra wykonanego z aluminium i niektórych zanieczyszczeń. Elementami składowymi tłoka są: spódnica, głowica, spód, połączone w jedną część, ale spełniające różne funkcje. W dolnej części tłoka, który może mieć różne kształty, znajduje się komora spalania. Podłużne wgłębienia główki przeznaczone są na pierścienie. Pierścienie zaciskowe chronią mechanizm przed przebiciem gazu. Z kolei pierścienie zgarniające olej zapewniają usunięcie nadmiaru oleju z cylindra. Spódnica zawiera dwa występy, które pomagają ustawić sworzeń tłokowy, który służy jako łącznik pomiędzy tłokiem a korbowodem.
W swej istocie tłok jest częścią, która przekształca wahania ciśnienia gazu w proces mechaniczny i sprzyja działaniu odwrotnemu - pompuje ciśnienie poprzez działanie posuwisto-zwrotne.
Głównym zadaniem korbowodu jest przeniesienie siły otrzymanej z tłoka na wał korbowy. W konstrukcji korbowodu znajduje się górna i dolna główka; części są połączone za pomocą zawiasów. Integralną częścią części jest pręt dwuteowy. Zdejmowana dolna głowica zapewnia mocne i precyzyjne połączenie z czopem wału korbowego. Jeśli chodzi o górną głowicę, zawiera ona obrotowy sworzeń tłokowy.
Główną rolą wału korbowego jest przetwarzanie siły pochodzącej z korbowodu w celu przekształcenia jej w moment obrotowy. Wał korbowy składa się z kilku głównych czopów korbowodów umieszczonych w łożyskach. W szyjach i policzkach znajdują się specjalne otwory, które służą jako przewody olejowe.
Koło zamachowe znajduje się na końcu wału korbowego. Mechanizm jest przedstawiony w postaci 2 połączonych tarcz dyskowych. Zębata strona części jest bezpośrednio zaangażowana w uruchamianie silnika.
Celem cylindra KShM jest kierowanie pracą tłoków. Blok cylindrów zawiera punkty mocowania zespołów, płaszczy chłodzących i poduszek łożyskowych. Głowica bloku cylindrów zawiera komorę spalania, tuleje, gniazda świec zapłonowych, gniazda zaworów oraz kanały dolotowe i wydechowe. Górna część bloku cylindrów jest chroniona specjalną uszczelnioną uszczelką. Jednocześnie głowica cylindrów jest pokryta gumową uszczelką, a także wytłoczoną pokrywą.
Zaprojektowano mechanizm korbowy do zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka na ruch obrotowy wału korbowego.
Części mechanizmu korbowego można podzielić na:
Ponadto mechanizm korbowy zawiera różne elementy mocujące, a także łożyska główne i korbowodu.
Zablokuj skrzynię korbową- główny element ramy silnika. Podlega działaniu znacznych sił i wpływów termicznych i musi mieć wysoką wytrzymałość i sztywność. Skrzynia korbowa zawiera cylindry, wsporniki wału korbowego, niektóre urządzenia mechanizmu dystrybucji gazu, różne elementy układu smarowania z jego złożoną siecią kanałów i inny sprzęt pomocniczy. Skrzynia korbowa jest wykonana z żeliwa lub stopu aluminium metodą odlewania.
Cylindry są elementami prowadzącymi ⭐ mechanizmu korbowego. Tłoki poruszają się w nich. Długość tworzącej cylindra zależy od skoku tłoka i jego wymiarów. Cylindry pracują w warunkach gwałtownie zmieniającego się ciśnienia we wnęce nad tłokiem. Ich ściany mają kontakt z płomieniami i gorącymi gazami o temperaturach dochodzących do 1500...2500°C.
Cylindry muszą być mocne, sztywne, odporne na ciepło i zużycie przy ograniczonym smarowaniu. Ponadto materiał cylindra musi mieć dobre właściwości odlewnicze i być łatwy w obróbce. Zazwyczaj cylindry są wykonane ze specjalnego żeliwa stopowego, ale można również zastosować stopy aluminium i stal. Wewnętrzna powierzchnia robocza cylindra, zwana jego lustrem, jest starannie obrobiona i pokryta chromem w celu zmniejszenia tarcia, zwiększenia odporności na zużycie i trwałości.
W silnikach chłodzonych cieczą cylindry mogą być odlane razem z blokiem cylindrów lub jako oddzielne tuleje instalowane w otworach bloku. Pomiędzy zewnętrznymi ściankami cylindrów a blokiem znajdują się wnęki zwane płaszczem chłodzącym. Ten ostatni wypełniony jest cieczą chłodzącą silnik. Jeśli tuleja cylindrowa styka się bezpośrednio z płynem chłodzącym swoją zewnętrzną powierzchnią, nazywa się ją mokrą. W przeciwnym razie nazywa się to suchym. Zastosowanie wymiennych mokrych wkładek ułatwia naprawę silnika. Po zamontowaniu w bloku mokre wykładziny są niezawodnie uszczelnione.
Cylindry silnika chłodzone powietrzem są odlewane indywidualnie. Aby poprawić odprowadzanie ciepła, ich zewnętrzne powierzchnie są wyposażone w pierścieniowe żebra. W większości silników chłodzonych powietrzem cylindry i ich głowice są przymocowane do górnej części skrzyni korbowej za pomocą zwykłych śrub lub kołków.
W silniku w kształcie litery V cylindry jednego rzędu mogą być nieznacznie przesunięte w stosunku do cylindrów drugiego rzędu. Wynika to z faktu, że do każdej korby wału korbowego przymocowane są dwa korbowody, z których jeden jest przeznaczony dla tłoka prawej połowy bloku, a drugi dla tłoka lewej połowy bloku.
Głowica cylindrów jest zainstalowana na starannie obrobionej górnej płaszczyźnie bloku cylindrów, która zamyka cylindry od góry. W głowicy nad cylindrami znajdują się wgłębienia tworzące komory spalania. W przypadku silników chłodzonych cieczą w korpusie głowicy cylindrów znajduje się płaszcz chłodzący, który łączy się z płaszczem chłodzącym bloku cylindrów. Przy zaworach umieszczonych u góry, w głowicy znajdują się ich gniazda, kanały dolotowe i wylotowe, gwintowane otwory do montażu świec zapłonowych (dla silników benzynowych) lub wtryskiwaczy (dla silników Diesla), przewody układu smarowania, otwory montażowe i inne otwory pomocnicze. Materiałem głowicy bloku jest zwykle stop aluminium lub żeliwo.
Szczelne połączenie bloku cylindrów z głowicą cylindrów zapewnia się za pomocą śrub lub kołków z nakrętkami. Aby uszczelnić złącze, aby zapobiec wyciekom gazów z cylindrów i płynu chłodzącego z płaszcza chłodzącego, pomiędzy blokiem cylindrów a głowicą cylindrów instalowana jest uszczelka. Zwykle jest wykonany z tektury azbestowej i wyłożony cienką blachą stalową lub miedzianą. Czasami uszczelkę naciera się z obu stron grafitem, aby zabezpieczyć ją przed przywieraniem.
Dolna część skrzyni korbowej, która chroni części korby i inne mechanizmy silnika przed zanieczyszczeniem, nazywana jest zwykle miską olejową. W silnikach o stosunkowo małej mocy miska służy również jako zbiornik oleju silnikowego. Paleta jest najczęściej odlewana lub wykonywana z blachy stalowej metodą tłoczenia. Aby wyeliminować wyciek oleju, między skrzynią korbową a miską olejową instaluje się uszczelkę (w silnikach o małej mocy często stosuje się uszczelniacz - „płynną uszczelkę”) do uszczelnienia tego połączenia.
Połączone ze sobą stałe części mechanizmu korbowego stanowią rdzeń silnika, który przejmuje całość głównych obciążeń mocy i ciepła, zarówno wewnętrznych (związanych z pracą silnika), jak i zewnętrznych (ze względu na przekładnię i podwozie). Obciążenia siłowe przenoszone na ramę silnika z układu nośnego pojazdu (rama, nadwozie, obudowa) i z powrotem w istotny sposób zależą od sposobu zamocowania silnika. Zwykle mocuje się go w trzech lub czterech punktach, tak aby nie uwzględniać obciążeń spowodowanych odkształceniami układu nośnego powstającymi podczas poruszania się maszyny po nierównych powierzchniach. Mocowanie silnika musi wykluczać możliwość jego przemieszczenia w płaszczyźnie poziomej pod wpływem sił wzdłużnych i poprzecznych (podczas przyspieszania, hamowania, skręcania itp.). Aby zredukować wibracje przenoszone na układ nośny pojazdu z pracującego silnika, pomiędzy silnikiem a ramą silnika pomocniczego w punktach mocowania montuje się poduszki gumowe o różnej konstrukcji.
Grupa tłoków mechanizmu korbowego jest utworzona przez zespół tłoka z kompletem pierścieni uszczelniających i zgarniających olej, sworzniem tłokowym i jego elementami mocującymi. Jego zadaniem jest wyczucie ciśnienia gazu podczas suwu mocy i przeniesienie siły na wał korbowy poprzez korbowód, wykonanie innych suwów pomocniczych, a także uszczelnienie wnęki cylindra nad tłokiem, aby zapobiec przedostawaniu się gazów do skrzyni korbowej i przedostanie się do niego oleju silnikowego.
Tłok to metalowe szkło o skomplikowanym kształcie, montowane w cylindrze spodem do góry. Składa się z dwóch głównych części. Górna pogrubiona część nazywana jest głową, a dolna część prowadząca nazywana jest spódnicą. Głowica tłoka zawiera dno 4 (rys. a) i ścianki 2. W ściankach wykonane są rowki 5 pod pierścienie dociskowe. Dolne rowki posiadają otwory drenażowe 6 służące do spuszczania oleju. Aby zwiększyć wytrzymałość i sztywność głowicy, jej ścianki wyposażono w masywne żebra 3, które łączą ścianki i spód z występami, w których osadzony jest sworzeń tłokowy. Czasami wewnętrzna powierzchnia dna jest również żebrowana.
Spódnica ma cieńsze ścianki niż głowa. W jego środkowej części znajdują się zgrubienia z otworami.
Ryż. Konstrukcje tłoków o różnych kształtach dna (a-z) i ich elementów:
1 - szef; 2 - ściana tłoka; 3 - żebro; 4 - dno tłoka; 5 - rowki na pierścienie zaciskowe; 6 - otwór drenażowy do spuszczania oleju
Główki tłoków mogą być płaskie (patrz a), wypukłe, wklęsłe i ukształtowane (rys. b-h). Ich kształt zależy od rodzaju silnika i komory spalania, przyjętego sposobu tworzenia mieszanki oraz technologii wykonania tłoków. Najprostszą i najbardziej zaawansowaną technologicznie formą jest forma płaska. W silnikach Diesla tłoki mają wklęsłe i ukształtowane dna (patrz rys. e-h).
Podczas pracy silnika tłoki nagrzewają się bardziej niż cylindry chłodzone cieczą lub powietrzem, przez co rozszerzanie się tłoków (zwłaszcza aluminiowych) jest większe. Pomimo obecności szczeliny między cylindrem a tłokiem może wystąpić zakleszczenie tego ostatniego. Aby zapobiec zakleszczaniu, fartuchowi nadaje się kształt owalny (główna oś owalu jest prostopadła do osi sworznia tłokowego), średnicę fartucha zwiększa się w stosunku do średnicy główki, fartuch jest cięty (najczęściej wykonuje się nacięcie w kształcie litery T lub U), a do tłoka wlewa się wkładki kompensacyjne, aby ograniczyć spódnice rozszerzalności cieplnej w płaszczyźnie obrotu korbowodu lub silnie chłodzić wewnętrzne powierzchnie tłoka strumieniami oleju silnikowego pod ciśnieniem .
Tłok poddawany działaniu znacznych sił i obciążeń termicznych musi mieć wysoką wytrzymałość, przewodność cieplną i odporność na zużycie. Aby zredukować siły i momenty bezwładności, musi mieć małą masę. Jest to brane pod uwagę przy wyborze konstrukcji i materiału tłoka. Najczęściej materiałem jest stop aluminium lub żeliwo. Czasami stosuje się stal i stopy magnezu. Obiecującymi materiałami na tłoki lub ich poszczególne części są ceramika i materiały spiekane, które mają wystarczającą wytrzymałość, wysoką odporność na zużycie, niską przewodność cieplną, niską gęstość i mały współczynnik rozszerzalności cieplnej.
Pierścienie tłokowe zapewniają szczelne, ruchome połączenie pomiędzy tłokiem a cylindrem. Zapobiegają przedostawaniu się gazów z wnęki nadtłokowej do skrzyni korbowej i przedostawaniu się oleju do komory spalania. Istnieją pierścienie kompresyjne i zgarniające olej.
Pierścienie kompresyjne(dwa lub trzy) są zainstalowane w górnych rowkach tłoka. Mają nacięcie zwane zamkiem i dlatego mogą odskoczyć. W stanie wolnym średnica pierścienia powinna być nieco większa niż średnica cylindra. Gdy taki pierścień zostanie włożony do cylindra w stanie ściśniętym, tworzy szczelne połączenie. Aby pierścień zamontowany w cylindrze mógł się rozszerzyć pod wpływem nagrzania, w zamku należy pozostawić szczelinę o wielkości 0,2...0,4 mm. Aby zapewnić dobre docieranie pierścieni uszczelniających, na cylindrach często stosuje się pierścienie o stożkowej powierzchni zewnętrznej, a także pierścienie skrętne ze skosem na krawędzi od strony wewnętrznej lub zewnętrznej. Ze względu na obecność fazowania, pierścienie takie po zamontowaniu w cylindrze mają skośny przekrój poprzeczny, ściśle przylegając do ścianek rowków na tłoku.
Pierścienie zgarniające olej(jeden lub dwa) usuwają olej ze ścianek cylindra, zapobiegając jego przedostawaniu się do komory spalania. Znajdują się one na tłoku pod pierścieniami uszczelniającymi. Zazwyczaj pierścienie zgarniające olej mają pierścieniowy rowek na zewnętrznej cylindrycznej powierzchni i promieniowe szczeliny przelotowe do odprowadzania oleju, który przechodzi przez nie do otworów drenażowych w tłoku (patrz rys. a). Oprócz pierścieni zgarniających olej ze szczelinami do spuszczania oleju stosowane są pierścienie kompozytowe z rozpierakami osiowymi i promieniowymi.
Aby zapobiec wyciekowi gazu z komory spalania do skrzyni korbowej przez zamki pierścieni tłokowych, należy upewnić się, że zamki sąsiednich pierścieni nie znajdują się na tej samej linii prostej.
Pierścienie tłokowe pracują w trudnych warunkach. Są one narażone na działanie wysokich temperatur, a smarowanie ich zewnętrznych powierzchni, poruszających się z dużą prędkością wzdłuż cylindra, nie wystarczy. Dlatego materiałowi pierścieni tłokowych stawiane są wysokie wymagania. Najczęściej do ich produkcji wykorzystuje się żeliwo stopowe wysokiej jakości. Górne pierścienie dociskowe, które pracują w najcięższych warunkach, są zwykle pokryte od zewnątrz porowatym chromem. Kompozytowe pierścienie zgarniające olej są wykonane ze stali stopowej.
Sworzeń tłokowy służy do przegubowego połączenia tłoka z korbowodem. Jest to rurka przechodząca przez górną głowicę korbowodu i instalowana na jej końcach w występach tłoka. Trzpień tłokowy mocowany jest do piast za pomocą dwóch pierścieni sprężystych ustalających, umieszczonych w specjalnych rowkach piast. Zapięcie to pozwala na obrót palca (w tym przypadku nazywanego palcem pływającym). Cała jego powierzchnia zaczyna działać i mniej się zużywa. Oś sworznia w piastach tłoka może być przesunięta względem osi cylindra o 1,5...2,0 mm w kierunku większej siły bocznej. Zmniejsza to stukanie tłoka w zimnym silniku.
Sworznie tłokowe wykonane są z wysokiej jakości stali. Aby zapewnić wysoką odporność na zużycie, ich zewnętrzna cylindryczna powierzchnia jest hartowana lub nawęglana, a następnie szlifowana i polerowana.
Grupa tłoków składa się z dość dużej liczby części (tłok, pierścienie, sworzeń), których masa może się zmieniać ze względów technologicznych; w pewnych granicach. Jeżeli różnica w masie grup tłoków w różnych cylindrach jest znaczna, podczas pracy silnika pojawią się dodatkowe obciążenia bezwładnościowe. Dlatego grupy tłoków dla jednego silnika dobiera się tak, aby różniły się nieznacznie masą (w przypadku silników ciężkich nie więcej niż 10 g).
Grupa korbowodów mechanizmu korbowego składa się z:
korbowódłączy tłok z korbą wału korbowego i przekształcając ruch posuwisto-zwrotny grupy tłoków w ruch obrotowy wału korbowego, wykonuje złożony ruch, poddając się jednocześnie zmiennym obciążeniom udarowym. Korbowód składa się z trzech elementów konstrukcyjnych: korbowodu 2, głowicy górnej (tłokowej) 1 i głowicy dolnej (korbowej) 3. Korbowód ma zwykle przekrój dwuteowy. Aby zmniejszyć tarcie, w górną głowicę wciskana jest tuleja z brązu 6 z otworem do doprowadzania oleju do powierzchni trących, aby zmniejszyć tarcie. Dolna główka korbowodu jest dzielona, aby umożliwić montaż z wałem korbowym. W silnikach benzynowych złącze głowicy jest zwykle umieszczone pod kątem 90° do osi korbowodu. W silnikach wysokoprężnych dolna główka korbowodu 7 ma z reguły ukośne złącze. Dolna osłona głowicy 4 mocowana jest do korbowodu za pomocą dwóch śrub korbowodu, dokładnie dopasowanych do otworów w korbowodzie i pokrywie, co zapewnia dużą precyzję montażu. Aby zapobiec poluzowaniu się mocowania, nakrętki śrub zabezpiecza się zawleczkami, podkładkami zabezpieczającymi lub nakrętkami zabezpieczającymi. Otwór w dolnej części głowicy jest wytaczany razem z pokrywą, dlatego osłony korbowodów nie są wymienne.
Ryż. Szczegóły grupy korbowodów:
1 - górna głowica korbowodu; 2 - pręt; 3 - dolna głowica korbowodu; 4 - dolna osłona głowy; 5 - wkładki; 6 - tuleja; 7 - korbowód diesla; S - główny korbowód zespołu przegubowego korbowodu
Aby zmniejszyć tarcie na połączeniu korbowodu z wałem korbowym i ułatwić naprawę silnika, w dolnej główce korbowodu zamontowane jest łożysko korbowodu, które wykonane jest w postaci dwóch cienkościennych tulei stalowych 5 wypełnionych stop przeciwcierny. Wewnętrzna powierzchnia tulei jest precyzyjnie dopasowana do czopów wału korbowego. Aby przymocować wkładki względem głowicy, mają one wygięte anteny, które pasują do odpowiednich rowków w głowicy. Dopływ oleju do powierzchni trących zapewniają pierścieniowe rowki i otwory w tulejach.
Aby zapewnić dobre wyważenie części mechanizmu korbowego, grupy korbowodów jednego silnika (a także tłokowe) muszą mieć tę samą masę z odpowiednim rozkładem pomiędzy górną i dolną główką korbowodu.
W silnikach V-twin czasami stosuje się przegubowe zespoły korbowodów, składające się z sparowanych korbowodów. Główny korbowód 8, który ma konwencjonalną konstrukcję, jest połączony z tłokiem jednego rzędu. Korbowód pomocniczy wleczony, połączony główką górną z tłokiem innego rzędu, jest połączony obrotowo za pomocą sworznia z główką dolną korbowodu głównego za pomocą głowicy dolnej.
Połączony z tłokiem za pomocą korbowodu odbiera siły działające na tłok. Generuje moment obrotowy, który następnie przekazywany jest do przekładni, a także służy do napędzania innych mechanizmów i zespołów. Pod wpływem sił bezwładności i ciśnienia gazu, które gwałtownie zmieniają wielkość i kierunek, wał korbowy obraca się nierównomiernie, doświadczając drgań skrętnych, poddając się skręcaniu, zginaniu, ściskaniu i rozciąganiu, a także otrzymując obciążenia termiczne. Dlatego musi mieć wystarczającą wytrzymałość, sztywność i odporność na zużycie przy stosunkowo niskiej wadze.
Konstrukcje wałów korbowych są złożone. O ich kształcie decyduje liczba i rozmieszczenie cylindrów, kolejność pracy silnika oraz liczba łożysk głównych. Głównymi częściami wału korbowego są czopy główne 3, czopy korbowodów 2, policzki 4, przeciwwagi 5, przód (czop 1) i tył (trzpień 6) z kołnierzem.
Dolne głowice korbowodów są przymocowane do czopów korbowodów wału korbowego. Główne czopy wału są osadzone w łożyskach skrzyni korbowej silnika. Czopy główne i korbowodu są połączone za pomocą policzków. Płynne przejście od czopów do policzków, zwane filetem, pozwala uniknąć koncentracji naprężeń i możliwych awarii wału korbowego. Przeciwwagi mają na celu odciążenie łożysk głównych od sił odśrodkowych powstających na wale korbowym podczas jego obrotu. Zwykle są wykonane jako jedna część z policzkami.
Aby zapewnić normalną pracę silnika, olej silnikowy musi być dostarczany pod ciśnieniem na powierzchnie robocze czopów głównego i korbowodu. Olej przepływa z otworów w skrzyni korbowej do głównych łożysk. Następnie dociera do łożysk korbowodu poprzez specjalne kanały w czopach głównych, policzkach i czopach korbowych. W celu dodatkowego odśrodkowego oczyszczania oleju, czopy korbowodów posiadają wnęki zbierające zanieczyszczenia, zamknięte korkami.
Wały korbowe wykonywane są poprzez kucie lub odlewanie ze stali średniowęglowych i stopowych (można zastosować również wysokiej jakości żeliwo). Po obróbce mechanicznej i cieplnej czopy główne i korbowodu poddawane są utwardzaniu powierzchniowemu (w celu zwiększenia odporności na zużycie), a następnie szlifowaniu i polerowaniu. Po obróbce wał zostaje wyważony, czyli uzyskuje się taki rozkład jego masy względem osi obrotu, w którym wał znajduje się w stanie obojętnej równowagi.
W łożyskach głównych zastosowano cienkościenne, odporne na zużycie tuleje, podobne do tulei łożysk korbowodu. Aby przejąć obciążenia osiowe i zapobiec przemieszczeniu osiowemu wału korbowego, jedno z jego głównych łożysk (zwykle przednie) jest wykonane jako oporowe.
Koło zamachowe jest przymocowany do kołnierza trzonu wału korbowego. Jest to starannie wyważony żeliwny dysk o określonej masie. Oprócz zapewnienia równomiernego obrotu wału korbowego, koło zamachowe pomaga pokonać opory kompresji w cylindrach podczas uruchamiania silnika i krótkotrwałe przeciążenia, na przykład podczas uruchamiania pojazdu. Do obręczy koła zamachowego przymocowana jest korona zębata, która umożliwia uruchomienie silnika za pomocą rozrusznika. Powierzchnia koła zamachowego stykająca się z tarczą napędzaną sprzęgłem jest szlifowana i polerowana.
Ryż. Wał korbowy:
1 - skarpetka; 2 - czop korbowodu; 3 - szyja trzonowa; 4 - policzek; 5 - przeciwwaga; 6 - trzpień z kołnierzem
URZĄDZENIE I KONSERWACJA
POJAZD"
Temat nr 2. Ogólna budowa i działanie silnika
Lekcja nr 2.2. Mechanizm korbowy (CSM)
na szkolenie specjalistów w VUS-837 „kierowcy pojazdów kategorii „C””
Moskwa 2011
Temat nr 2. Ogólna konstrukcja i działanie silnika(SLAJD nr 1)
Lekcja nr 2.2 Mechanizm korbowy (CSM)
Pytania do nauki (SLAJD nr 2)
Czas: 2 godziny.
Lokalizacja: publiczność.
Rodzaj lekcji: wykład.
Instrukcje metodyczne.
Uzasadnij uczniom wagę rozważanego problemu edukacyjnego. Główne postanowienia należy spisać w notatkach.
Podaj konkretne przykłady z doświadczenia w użytkowaniu samochodu.
Zwróć uwagę na prawidłowe sporządzanie notatek.
Prezentuj materiały edukacyjne za pomocą ramek w programie Microsoft PowerPoint, diagramów i plakatów.
Utrzymuj kontakt z publicznością.
Kontrola jakości materiałów dydaktycznych odbywa się poprzez krótką ankietę dotyczącą prezentowanego materiału.
Podsumuj omówione zagadnienie i przystąp do przedstawienia kolejnego zagadnienia edukacyjnego.
Wyciągaj wnioski na podstawie materiału lekcyjnego, podsumowuj lekcję, odpowiadaj na pytania uczniów. Daj zadanie do samodzielnej pracy.
Wstęp
Wraz z szybkim wzrostem floty pojazdów w Rosji znacznie wzrosło zużycie paliw i smarów. Właściwa praca wału korbowego, a także utrzymanie go w dobrym stanie, może znacznie zmniejszyć zużycie paliwa. Wymagania te zostaną spełnione tylko wtedy, gdy pojazd będzie serwisowany terminowo i w przewidzianym zakresie.
Za prawidłową konserwację odpowiadają kierowcy, którzy muszą znać zasady dbania o wał korbowy i jego konstrukcję.
W wykładzie omówiono ogólną strukturę CVM, zasadę jego działania, cechy CVM silników KamAZ-740, YaMZ-238, a także główne przyczyny i objawy nieprawidłowego działania CVM.
Pytanie badawcze nr 1.
Cel, ogólna budowa, zasada działania wału korbowego
Mechanizm korbowy przeznaczony jest do zamiany prostoliniowego ruchu posuwisto-zwrotnego tłoków, odbierającego siłę ciśnienia gazu, na ruch obrotowy wału korbowego (rys. 1), (slajd nr 4).
Ryż. 1. Mechanizm korbowy (SLAJD nr 4)
Skład wału korbowego silnika.
Mechanizm korbowy silnika składa się z dwóch grup części: stałe i ruchome.
Do stacjonarnego szczegóły obejmują: blok cylindrów, który służy jako rdzeń silnika, obudowa koła zamachowego, cylindry, głowica cylindrów lub głowica cylindrów oraz miska olejowa. (SLAJD nr 5)
Ruchomy szczegóły są tłoki z pierścieniami i sworzniami tłokowymi, korbowód, wał korbowy, koło zamachowe. (SLAJD nr 6)
Blok cylindrów przeznaczony do mocowania i montażu na nim oraz wewnątrz jego głównych mechanizmów i części układów silnika.
Głowa blokowa- to jest osłona zakrywająca cylindry
Paleta- chroni części wału korbowego przed zanieczyszczeniem
Tłoki- wyczuwanie ciśnienia gazu podczas suwu mocy i przenoszenie siły przez sworzeń i korbowód na wał korbowy.
Skład: dół, głowa, spódnica. Dno jest płaskie i pochłania ciśnienie gazu. Posiada żebra wzmacniające (w celu zwiększenia wytrzymałości i przenoszenia ciepła).
Głowica posiada pierścieniowe rowki pod kompresję oraz pierścienie zgarniające olej, które służą uszczelnieniu komory spalania i zapewniają szczelność. Podczas spalania mieszanki roboczej lub oleju napędowego znaczna ilość ciepła jest pochłaniana przez tłok i usuwana z niego przez pierścienie tłokowe na powierzchnię cylindra.
Pierścienie kompresyjne- ściśle przylegają do powierzchni cylindra, co zapobiega przedostawaniu się gazów do skrzyni korbowej silnika i przedostawaniu się oleju do komory spalania ze ścianek cylindra.
Pierścień zgarniający olej- usuwa nadmiar oleju ze ścian cylindra i odprowadza go do sworznia. Dwa rowki przelotowe - do spuszczania oleju z wnętrza tłoka.
Pierścień zgarniający olej jest demontowalny.
Sworzeń tłokowy przeznaczony do mocowania korbowodu do tłoka i przenoszenia siły z tłoka na korbowód. Typ - pływający.
korbowód- odbieranie siły ze sworznia tłokowego i przekazywanie jej na wał korbowy, a także przekształcanie ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka w ruch obrotowy wału korbowego.
W dolnej główce korbowodu zamontowane są tuleje. Wkładki posiadają otwory umożliwiające przepływ oleju. W dolnej głowicy korbowodu wierci się otwór w celu dostarczenia oleju do ścian cylindra i wałka rozrządu.
Wał korbowy przeznaczony do przejmowania sił od poszczególnych korbowodów, przekształcania wraz z nimi ruchu translacyjnego w ruch obrotowy i przekazywania momentu obrotowego na przekładnię pojazdu, a także do napędzania różnych mechanizmów i części silnika (mechanizm rozrządu, pompa wody, pompa oleju, wentylator, wspomaganie pompa wspomagania, generator, sprężarka). KV - stal, z kanałami do smarowania czopów głównych i korbowodów oraz odwadniaczami odśrodkowymi do oczyszczania oleju.
Czopy i policzki korbowodu tworzą KORBĘ. Przeciwwagi - do odciążenia łożysk głównych od działania sił bezwładności, a także do zrównoważenia CV od działania momentów sił odśrodkowych.
Koło zamachowe- kumulować energię podczas suwu mocy, obracać CV podczas suwów pomocniczych, redukować nierówność obrotów wału, wygładzać moment przejścia części wału korbowego przez martwe punkty, ułatwiać rozruch silnika i ruszanie z pojazdu. Na obręczy zamontowane jest koło koronowe, które umożliwia uruchomienie silnika za pomocą rozrusznika. Koło zamachowe jest przymocowane do kołnierza wału korbowego za pomocą wysokiej jakości stalowych śrub. Zespół wału korbowego wraz z kołem zamachowym i sprzęgłem poddawany jest wyważaniu statycznemu i dynamicznemu, tak aby niezrównoważone siły bezwładności nie powodowały drgań silnika i silnego zużycia łożysk głównych.
Zasada działania mechanizmu korbowego.(SLAJD nr 7).
Tłok znajduje się najdalej od wału korbowego. Korbowód i korba (policzki) wału korbowego wydają się rozciągać w jednej linii. Paliwo zaczyna palić się w cylindrze. Rozprężające się gazy (produkty spalania) zaczynają przesuwać tłok w kierunku wału korbowego, korbowód również porusza się wraz z tłokiem. W tym momencie dolna głowica korbowodu, połączona z wałem korbowym, obraca wał korbowy względem jego osi. Obracając wał korbowy o 180°, dolny koniec korbowodu wraz z czopem korbowodu zaczną powracać do pierwotnego położenia w kierunku tłoka. Dlatego tłok zacznie się również poruszać do tyłu. W ten sposób tłok albo się oddala, albo zbliża do wału korbowego. W tych skrajnych punktach tłok wydaje się natychmiast zatrzymywać, a jego prędkość wynosi zero. Dlatego takie punkty nazwano „martwymi”. Położenie, w którym tłok znajduje się najdalej od wału korbowego – górny martwy punkt – oznacza się w skrócie TDC, a położenie, w którym tłok jest najbliżej wału korbowego, to dolny martwy punkt, - m.t.
Ryż. 2. Zasada działania mechanizmu korbowego (SLAJD nr 7)
Wnioski w tej sprawie.
Pytanie badawcze nr 2
Cechy konstrukcji głównych części wału korbowego badanych silników
Blok - skrzynia korbowa. W silnikach KamAZ-740 i YaMZ-238 skrzynia korbowa jest pojedynczym odlewem, który łączy blok cylindrów i górną połowę skrzyni korbowej. Blok cylindrów przeznaczony jest do mocowania i montażu na nim oraz wewnątrz jego głównych mechanizmów i części układów silnika (SLAJD nr 9).
Silniki w kształcie litery V KamAZ-740 (ryc. 3) i YaMZ-238 mają dwie obrobione powierzchnie (płaszczyzny) w górnej części bloku cylindrów, na których zamontowane są głowice. Dolna część bloku zakończona jest obrobionym kołnierzem do podłączenia zbiornika smaru.
W środkowej części bloku cylindrów znajdują się otwory do montażu łożysk ślizgowych pod czopami łożysk wałków rozrządu. Płaszczyzna łącznika bloku może przebiegać wzdłuż osi wału korbowego lub być względem niej przesunięta w dół. Do dolnej części skrzyni korbowej przymocowany jest tłoczony stalowy pojemnik na smar, który służy jako zbiornik oleju. Poprzez kanały w bloku olej ze zbiornika smaru dostarczany jest do trących części silnika.
Bloki cylindrów silników KamAZ-740 i YaMZ-238 są odlane ze stopowego żeliwa szarego zintegrowanego z górną częścią skrzyni korbowej. Posiadają obrobione otwory montażowe pod tuleje cylindrowe, a na powierzchniach współpracujących z głowicami znajdują się otwory umożliwiające doprowadzenie chłodziwa z płaszcza wodnego do głowic cylindrów.
W przypadku KamAZ-740 lewy rząd cylindrów jest przesunięty do przodu w stosunku do prawej o 29,5 mm. Przeciwnie, w przypadku YaMZ-238 prawa strona wynosi 35 mm w stosunku do lewej, co jest spowodowane zamontowaniem dwóch korbowodów na jednym czopie korbowym wału korbowego.
Część bloku skrzyni korbowej jest połączona z pokrywami łożysk głównych za pomocą śrub głównych i ściągających. Centrowanie pokryw łożysk głównych odbywa się za pomocą poziomych kołków, które wciskane są w połączenie bloku z pokrywkami, ale najczęściej są zawarte w bloku, aby zapobiec ich wypadaniu podczas zdejmowania pokryw.
Dodatkowo pokrywa piątego wspornika głównego jest centrowana w kierunku wzdłużnym za pomocą dwóch pionowych kołków, zapewniających dokładne ustawienie otworów pod półpierścienie oporowe wału korbowego w bloku i pokrywach.
Wytaczanie bloku cylindrów pod panewki łożysk głównych odbywa się w stanie zmontowanym z pokrywami, dzięki czemu pokrywy łożysk głównych nie są wymienne i są montowane w ściśle określonym położeniu. Wykonane są z żeliwa o dużej wytrzymałości. Mocowanie pokryw odbywa się za pomocą pionowych i poziomych śrub łączących, które dokręcane są z regulowanym momentem obrotowym. W przypadku silnika KamAZ-740 śruby mocujące mają moment dokręcający 275–295 N∙m (28–30 kgf∙m), a śruby sprzęgające mają moment dokręcający 147–167 N∙m (15–16 kgf ∙m). Na każdej okładce znajduje się numer seryjny wspornika, którego numeracja rozpoczyna się od przedniego końca bloku. W przypadku silnika YaMZ-238 śruby pionowe dokręca się momentem obrotowym 425–455 N∙m (43–47 kgf∙m), a śruby poziome - 97–117 N∙m (10–12 kgf∙m). Okładki również nie są wymienne; każda z nich ma swój własny numer.
W silniku KamAZ-740 z przodu bloku przymocowana jest pokrywa, która zakrywa sprzęgło hydrauliczne napędu wentylatora. Z tyłu znajduje się obudowa koła zamachowego, która służy jako osłona mechanizmu napędu osprzętu umieszczonego na tylnym końcu bloku. Po prawej stronie obudowy koła zamachowego znajduje się obejma służąca do ustawiania kąta wyprzedzenia wtrysku paliwa i regulacji luzów termicznych w mechanizmie zaworowym. Podczas pracy uchwyt blokujący jest zamontowany w górnym położeniu. Podczas prac regulacyjnych ustawia się go w dolnym położeniu, zatrzask jest połączony z kołem zamachowym, a tłok pierwszego cylindra znajduje się w GMP w suwie sprężania.
W silniku YaMZ-238 pokrywa jest przymocowana z przodu bloku cylindrów, aby zakryć przekładnie rozdzielcze, a obudowa sprzęgła jest przymocowana do tylnej płaszczyzny bloku. Na prawej bocznej ścianie bloku cylindrów znajdują się dwa obrobione maszynowo wsporniki do mocowania rozrusznika.
Ryż. 3. Blok cylindrów silnika V (SLAJD nr 9):
1 – blok cylindrów; 2 – pokrywa łożyska głównego wału korbowego;
3 – śruba mocująca pokrywę; 4 – śruba mocująca pokrywę
Tuleje cylindrowe. Silniki wyposażone są w tuleje typu „mokre”, łatwo demontowalne, wykonane ze specjalnego żeliwa, hartowane objętościowo w celu zwiększenia odporności na zużycie. Lustro powłoki jest szlifowane.
Górną część tulei uszczelnia się poprzez zaciśnięcie górnego kołnierza tulei pomiędzy blokiem a głowicą poprzez uszczelkę. W połączeniu „tuleja – blok cylindrów” wnęka wodna jest uszczelniona gumowymi pierścieniami. W górnej części pierścień montowany jest pod kołnierzem w rowku tulei, a w dolnej - w otworach bloku.
Podstawowe zastosowanie mokrych wkładek w silnikach wynika z faktu, że zapewniają one lepsze odprowadzanie ciepła. Zwiększa to wydajność i żywotność części grupy cylinder-tłok.
Głowice cylindrów KamAZ-740 (ryc. 4) są oddzielne dla każdego cylindra, wykonane ze stopu aluminium i do chłodzenia mają wnękę połączoną z wnęką chłodzącą bloku.
Każda głowica cylindrów jest zamontowana na dwóch sworzniach prowadzących wciśniętych w blok cylindrów i zabezpieczona czterema śrubami ze stali stopowej 3. Głowica posiada otwór umożliwiający spuszczenie oleju silnikowego spod pokrywy zaworów do wnęki korbowodu. Otwory dolotowe i wylotowe znajdują się po przeciwnych stronach głowicy cylindrów.
Ryż. 4. Głowica cylindrów z zespołem zaworów silnika KamAZ-740: (SLAJD nr 10):
1 – głowica cylindrów; 2 – uszczelka pokrywy głowicy cylindrów; 3 – śruba mocująca głowicę;
4 – pokrywa głowicy cylindrów; 5 – śruba mocująca pokrywę; 6 – uszczelka wlewu;
7 – uszczelka głowicy cylindrów
Złącze głowica cylindra – tuleja (złącze gazowe) jest bezuszczelkowe. Szczelność uszczelnienia zapewnia bardzo precyzyjna obróbka powierzchni współpracujących pierścienia uszczelniającego i tulei cylindrowej. Aby zmniejszyć szkodliwe objętości, w złączu gazowym zainstalowana jest fluoroplastyczna uszczelka wypełniająca. Zastosowanie uszczelki wlewu zmniejsza jednostkowe zużycie paliwa i emisję spalin.
Aby uszczelnić kanały obejściowe chłodziwa, w otworach w dolnej części głowicy montuje się pierścienie typu O-ring z gumy silikonowej.
Przestrzeń pomiędzy głowicą a blokiem, otwory spustowe oleju silnikowego oraz otwory korbowodu uszczelnione są uszczelką głowicy cylindrów wykonaną z gumy żaroodpornej. Uszczelka posiada dodatkowo kołnierz uszczelniający tuleję doprowadzającą olej oraz rowek służący do spuszczania oleju do otworów korbowodu.
Każda głowica cylindrów jest zamknięta pokrywą głowicy cylindrów 4 (ryc. 5) i zabezpieczona śrubą 5.
W przeciwieństwie do silnika KamAZ-740.11, w YaMZ-238 głowice wspólne dla każdego rzędu cylindrów są odlane z żeliwa szarego. Montowane są na kołkach i zabezpieczane nakrętkami poprzez uszczelkę stalowo-azbestową. Każda głowica zamknięta jest od góry pokrywą poprzez olejoodporną uszczelkę gumową (rys. 5).
Ryż. 5. Głowica cylindra silnika YaMZ-238 (SLIDE nr 11):
1 – głowica cylindrów; 2 – uszczelka pokrywy głowicy cylindrów; 3 – nakrętka mocująca głowicę; 4 – pokrywa głowicy cylindrów; 5 – mocowania skrzydełkowe pokrywy; 6 – sworzeń mocujący głowicę; 7 – uszczelka głowicy cylindrów; 8 – gniazdo zaworu; 9 – podkładka; 10 – śruba kolektora dolotowego; 11 – korek wlewu
Każda głowica jest wspólna dla czterech cylindrów. Prowadnice zaworów wciskane są w górną część głowicy. Każda głowica cylindra jest zabezpieczona sześcioma równomiernie rozmieszczonymi śrubami 6. W dolnej części głowicy znajdują się otwory do wciskania gniazd zaworowych. Na górnej płaszczyźnie głowicy umieszczono zawory ze sprężynami, dźwigienki zaworowe ze stojakami oraz mosiężne panewki pod wtryskiwacze. Górna część głowicy zamknięta jest stalową tłoczoną pokrywą 4, która jest przymocowana do głowicy za pomocą skrzydełek 5. Uszczelnienie pomiędzy pokrywą a głowicą zapewnia uszczelka 2. Pokrywa posiada szyjkę zamkniętą korkiem 11 do napełniania skrzyni korbowej olejem.
Szczególną uwagę należy zwrócić na kolejność dokręcania nakrętek i śrub mocujących głowice cylindrów. W silnikach KamAZ-740.11 YaMZ-238 śruby i nakrętki są dokręcane w kolejności pokazanej na ryc. 6.
Ryż. 6. Kolejność dokręcania nakrętek (śrub) mocujących głowice bloków
cylindry: (SLAJD nr 12):
a – silniki YaMZ-238; b – KamAZ-740
Spójrzmy na grupę tłoków i korbowody.
Tłok. Podczas suwu tłok otrzymuje ciśnienie gazu i przenosi je przez korbowody na wał korbowy. Tłok składa się z trzech głównych części (: (SLAJD nr 13): dolnej 5, części uszczelniającej 6 z wyciętymi w niej rowkami na pierścienie tłokowe 3, 4 oraz płaszcza 7, którego powierzchnia styka się z tłokiem lustro cylindra. Dno tłoka z wewnętrzną powierzchnią głowicy cylindra, tworzące komorę spalania, bezpośrednio odbiera ciśnienie gazu: może być płaskie, wypukłe, a na KamAZ-740.11 i YaMZ-238 - w kształcie Tłoków KAMAZ i Ural (YAMZ). ) (ryc. 7).
Ryż. 7. Tłoki: (SLAJD nr 14):
a – silniki gaźnikowe; b – silniki wysokoprężne KamAZ; c – silniki wysokoprężne YaMZ
Kształt komór spalania ma istotny wpływ na proces tworzenia mieszanki, zarówno w silnikach gaźnikowych, jak i wysokoprężnych. Konstrukcja tłoka zależy od konstrukcji komory spalania w silniku (ryc. 7).
Tłoki diesla (ryc. 6, b, c) są odlewane ze stopu aluminium. Głowice tłoków zawierają komorę spalania, która w KamAZ-740.11 jest przesunięta względem osi tłoka od wgłębień zaworowych o 5 mm, a w YaMZ-238 znajduje się pośrodku. Na cylindrycznej głowicy tłoka znajdują się trzy (w YaMZ-238 - cztery) rowki: górne służą do montażu w nich pierścieni uszczelniających, a dolne służą do montażu składanego pierścienia zgarniającego olej. W środkowej części tłoka znajdują się dwa występy z otworami o średnicy na sworzeń tłokowy. Spódnica tłoka ma kształt owalnego stożka, co nadaje mu niezbędną wytrzymałość. Dodatkowo w dolnej części płaszcza tłoka silnika KamAZ-740.11 znajdują się boczne wgłębienia na przejścia przeciwwagi wału korbowego.
Aby zmniejszyć siły bezwładności poruszających się ruchem posuwisto-zwrotnym, tłoki są zwykle wykonane z lekkich stopów krzemowo-aluminiowych, aby zmniejszyć ich masę. Do silnika dobiera się tłoki, których masa nie różni się o więcej niż 2-8 g.
Pierścienie tłokowe. Jak już wspomniano, główną funkcją pierścieni tłokowych jest uszczelnienie komory spalania i zapewnienie szczelności połączenia tłok – cylinder – części rowkowe. Ponadto podczas spalania mieszanki roboczej znaczna ilość ciepła jest pochłaniana przez tłok i usuwana z niego przez pierścienie tłokowe.
Konstrukcyjnie pierścień tłokowy (ryc. 8) jest płaską sprężyną dzieloną ze szczeliną zwaną zamkiem. Blokada umożliwia montaż pierścieni na tłoku i zapewnia ich swobodne rozszerzanie podczas nagrzewania podczas pracy silnika. Pierścienie tłokowe dzielą się na pierścienie kompresyjne i zgarniające olej.
Ryż. 8. Pierścienie tłokowe: (SLAJD nr 14):
a – rodzaje pierścieni tłokowych; b – rozmieszczenie pierścieni na tłoku
Pierścienie kompresyjne 2 (ryc. 8, a) są tak dobrane, aby swobodnie toczyły się wzdłuż rowka tłoka. Podczas montażu tłoka w cylindrze pierścienie są dociskane do średnicy cylindra i ściśle przylegają do jego powierzchni, co zapobiega przedostawaniu się gazów do skrzyni korbowej silnika i przedostawaniu się oleju do komory spalania ze ścianek cylindra.
Pierścień zgarniający olej 3 usuwa nadmiar oleju ze ścian cylindra i spuszcza go do zbiornika smaru.
Pierścienie tłokowe wykonane są z żeliwa stopowego. Powierzchnia górnego pierścienia dociskowego poddawana jest porowatemu chromowaniu w celu zwiększenia odporności na zużycie, a pozostałe pierścienie są pokryte cienką warstwą cyny lub molibdenu w celu przyspieszenia docierania.
Żeliwny pierścień zgarniający olej 3 różni się od pierścienia dociskowego szczelinami 1, przez które przepływa olej. W rowku tłoka wierci się jeden lub dwa rzędy otworów, aby pierścień zgarniający olej spuszczał olej do tłoka. W wielu silnikach stosuje się pierścienie zgarniające oleju ze stali kompozytowej.
Silniki KamAZ-740 mają dwa pierścienie uszczelniające i jeden zgarniacz oleju, a silniki YaMZ-238 mają trzy pierścienie uszczelniające i jeden zgarniacz oleju. Pierścienie zaciskowe mają przekrój trapezowy. Górny pierścień pokryty jest chromem, dolny - molibdenem (w YaMZ-238 - cyną). Pierścień zgarniający olej o przekroju skrzynkowym, ze skręconym rozpierakiem sprężyny i chromowaną powierzchnią roboczą.
Pierścień zgarniający olej jest składany, wykonany ze stali, posiada dwie tarcze pierścieniowe, rozporowe promieniowe i osiowe. Dwie tarcze pierścieniowe usuwają nadmiar oleju z lusterka cylindra, który poprzez otwory w tłoku jest odprowadzany do skrzyni korbowej silnika. Robocza cylindryczna powierzchnia stalowych tarcz pokryta jest twardym chromem. Zamek pierścieniowy jest prosty. Po włożeniu pierścieni do wkładki szczelina montażowa w zamku powinna wynosić 0,3-0,5 mm. Przy ich montażu na tłoku zamki wszystkich pierścieni są ustawione na obwodzie pod kątem 120°. Podczas montażu stalowego kompozytowego pierścienia zgarniającego olej w równych odstępach kątowych przemieszczane są tylko blokady pierścienia dociskowego.
Sworzeń tłokowy - przeznaczony do przegubowego połączenia tłoka z górną głowicą korbowodu. Przez palce przenoszone są znaczne siły, dlatego wykonuje się je ze stali stopowych lub węglowych, a następnie poddaje się nawęglaniu lub hartowaniu prądami o wysokiej częstotliwości. Sworzeń tłokowy 10 (rys. 9) jest grubościenną rurą o starannie oszlifowanej powierzchni zewnętrznej, przechodzącą przez górną głowicę korbowodu i opierającą się na końcach występów tłoka 2 (rys. 8). Ze względu na sposób połączenia z korbowodem najczęściej stosowane są pływające sworznie tłokowe, które swobodnie obracają się w występach oraz w tulei zamontowanej w górnej głowicy korbowodu. Ruch osiowy sworznia tłokowego ograniczają pierścienie ustalające 9 (rys. 9), umieszczone we wgłębieniach występów tłoka.
Ryż. 9. Korbowód i grupa tłoków silnika KamAZ-740 (SLAJD nr 15):
1 – tłok; 2 – tuleja górnej główki korbowodu; 3 – korbowód; 4 – śruba korbowodu; 5 – pokrywa korbowodu; 6 – orzechy; 7 – znaki parowania; 8 – tuleja dolnej główki korbowodu; 9 – pierścień ustalający; 10 – palec; 11 – pierścień zgarniający olej; 12 – pierścienie zaciskowe
Korbowód - z Służy do połączenia tłoka z korbą wału korbowego i zapewnia, że podczas suwu mocy przenoszona jest siła z ciśnienia gazu na tłoku na wał korbowy, a podczas suwów pomocniczych przeciwnie, z wału korbowego na tłok.
Korbowody 3 silników YaMZ-238 i KamAZ-740 mają przekrój I i składają się z górnej głowicy, dolnej głowicy i pokrywy 5. Dolna głowica korbowodu jest wyposażona w wymienne tuleje 8, górna głowica jest wyposażony w wciskaną tuleję z brązu 2.
Do smarowania sworznia tłokowego służy wycięcie w górnej główce korbowodu, a w tulei znajduje się otwór pokrywający się z wycięciem w korbowodzie. Podczas wymuszonego smarowania pływającego sworznia tłokowego (YaMZ-238) w korbowodzie wierci się otwór przelotowy - kanał olejowy.
Dolna główka korbowodu z reguły jest odłączalna w płaszczyźnie prostopadłej do osi korbowodu. W przypadkach, gdy dolna głowica ma znaczne wymiary i przekracza średnicę cylindra (YaMZ-238), płaszczyznę podziału głowicy wykonuje się pod kątem (skośne cięcie), co umożliwia montaż korbowodu przez cylinder podczas napraw przez zmniejszenie promienia okręgu opisanego przez dolną część korbowodu.
Osłona korbowodu wykonana jest z tej samej stali co korbowód i jest obrabiana razem z dolną głowicą, dlatego nie jest dozwolone przesuwanie osłon z jednego korbowodu na drugi. W tym celu na korbowodach i pokrywach wykonuje się oznaczenia 7. Aby zapewnić wysoką dokładność montażu dolnej głowicy korbowodu, jego pokrywa 5 jest przymocowana za pomocą polerowanych pasów śrub 4, które są dokręcone nakrętkami 6 i zabezpieczone. zawleczki lub podkładki. W dolnej głowicy zamontowane jest łożysko korbowodu w postaci cienkościennych tulei stalowych 8, które są pokryte od wewnątrz warstwą stopu przeciwciernego.
Tuleje są zabezpieczane przed przesunięciem osiowym i obrotem za pomocą występów (anten), które wchodzą w rowki dolnej główki korbowodu i jego pokrywy.
Aby zapewnić lepsze wyważenie mechanizmu korbowego, różnica mas korbowodów nie powinna przekraczać 6-8 g. W silnikach w kształcie litery V na każdym czopie korbowym wału korbowego znajdują się dwa korbowody. W tych silnikach, w celu prawidłowego montażu korbowodu i grupy tłoków, tłoki i korbowody są montowane ściśle według oznaczeń.
Na pokrywie i korbowodzie silnika wysokoprężnego KamAZ-740 wybite są znaki w postaci trzycyfrowych liczb. Ponadto numer seryjny cylindra jest wybity na pokrywie i korbowodzie.
Korbowód YaMZ-238 (rys. 10) ma numer seryjny cylindra wybity na pokrywie, a korbowód z boku krótkiej śruby. Na złączu, od strony długiej śruby, wybite są znaki parowania w postaci dwucyfrowej liczby, takie same dla korbowodu i pokrywy oraz znaki obejmujące korbowód i pokrywę.
Ryż. 9. Tłok z korbowodem (SLIDE nr 15):
1 – tłok; 2 – pierścień ustalający; 3 – korbowód; 4 – wkładki; 5 – pokrywa korbowodu; 6 – podkładka zabezpieczająca; 7 – długa śruba pokrywy korbowodu; 8 – śruba krótka; 9 – tuleja; 10 – sworzeń tłokowy; 11 – pierścienie zgarniające olej; 12 – pierścienie zaciskowe; 13 – toroidalna komora spalania
Wał korbowy odbiera siłę ciśnienia gazu na tłoku oraz siły bezwładności mas poruszających się posuwisto-zwrotnie i wirujących mechanizmu korbowego.
Siły przenoszone przez tłoki na wał korbowy wytwarzają moment obrotowy, który przenoszony jest na koła samochodu za pomocą skrzyni biegów.
Wał korbowy silnika KamAZ-740 (ryc. 11), YaMZ-238 (ryc. 12) wykonany jest ze stali, wykonanej metodą tłoczenia na gorąco, poddaną azotowaniu lub hartowaniu prądami o wysokiej częstotliwości korbowodu i czopów głównych. Posiada pięć łożysk głównych i cztery czopy korbowe. Czopy korbowodu wału mają wewnętrzne wnęki, które łączą się z kanałami olejowymi w czopach głównych.
Ryż. 11. Zespół wału korbowego silnika KAMAZ-740 (SLAJD nr 16):
1 – przeciwwaga przednia; 2 – koło zębate napędu pompy olejowej; 3 – tuleja; 4 – zatyczka czopa korbowodu; 5 – przeciwwaga tylna; 6 – przekładnia napędowa; 7 – deflektor oleju; 8 – wał korbowy
Ryż. 12. Wał korbowy silnika YaMZ-238 z kołem zamachowym (SLAJD nr 16):
1 – wał korbowy; 2 – panewka łożyska dolnego; 3 – koło zamachowe; 4 – półpierścień łożyska oporowego; 5 – płytka ryglująca prawa; 6 – śruba mocująca koło zamachowe; 7 – tylny deflektor oleju; 8 – panewka łożyska górnego; 9 – przedni deflektor oleju; 10 – podkładka zabezpieczająca; 11 – nakrętka do mocowania przedniej przeciwwagi; 12 – koło pasowe; 13 – podkładka koła pasowego; 14 – śruba koła pasowego; 15 – przeciwwaga przednia; 16 – koło zębate wału korbowego; 17 – klucz
Zanieczyszczenia oleju silnikowego osadzają się w tych wnękach pod wpływem siły odśrodkowej. Cząsteczki zanieczyszczeń gromadzą się w tulejach 3 (rys. 11). Zewnętrzne wnęki zamykane są zatyczkami 4. Wał korbowy jest uszczelniony gumowymi samozaciskowymi uszczelkami olejowymi zamontowanymi w obudowie koła zamachowego i pokrywie wałka rozrządu.
Na czubku i trzonie wału korbowego zamontowane są: koło napędowe pompy oleju 2 i koło napędowe 6 zmontowane ze deflektorem oleju 7. Zdalne przeciwwagi 1 i 5 są zdejmowane i mocowane do wału za pomocą pasowania wtłaczanego
W silniku KamAZ-740 ruchy osiowe wału korbowego są ograniczone przez cztery półpierścienie stalowo-aluminiowe zamontowane w rowkach tylnego łożyska głównego tak, że strona z rowkami przylega do końców oporowych wału, oraz ramię pasuje do rowka w tylnej pokrywie łożyska głównego.
W silniku YaMZ-238 (ryc. 12), aby zrównoważyć silnik i odciążyć główne łożyska od sił bezwładności poruszających się posuwisto-zwrotnie mas tłoków i korbowodów oraz niezrównoważonych sił odśrodkowych, na policzkach wału korbowego instaluje się przeciwwagi, z którym wał jest wyważony. Dodatkowo w układzie wyważania znajdują się masy zewnętrzne umieszczone w kole zamachowym i zamontowane jako przeciwwaga na czubku wału korbowego. Wał zabezpieczony jest przed przemieszczeniem osiowym za pomocą czterech półpierścieni z brązu osadzonych w rowkach tylnej podpory głównej.
Czopy główne i korbowodów są odlewane w środku. Wnęki czopów korbowodów są hermetycznie uszczelnione za pomocą zaślepek gwintowanych.
Tylny koniec wału korbowego uszczelniony jest uszczelką olejową składającą się z dwóch półpierścieni wykonanych z kordu azbestowego impregnowanego grafitem. Półpierścienie umieszczone są w koszykach i pracują w bezpośrednim kontakcie z wypolerowaną powierzchnią czopa wału korbowego.
Koło zamachowe (ryc. 13) służy do zapewnienia usunięcia tłoków z martwych punktów, bardziej równomiernego obrotu wału korbowego silnika wielocylindrowego na biegu jałowym, ułatwienia rozruchu silnika, zmniejszenia krótkotrwałych przeciążeń podczas uruchamiania samochodu i przenoszenia momentu obrotowego do jednostek przekładniowych we wszystkich trybach pracy silnika.
Ryż. 13. Koło zamachowe silnika KamAZ-740 (SLAJD nr 17):
1 – korona; 2 – zacisk koła zamachowego; 3 – koło zamachowe; 4 – tuleja montażowa; 5 – dźwignia zwalniająca sprzęgło; 6 – śruba mocująca koło zamachowe; 7 – trwały pierścień sprężysty; 8 – tuleja montażowa; 9 – mankiet wału wejściowego skrzyni biegów
Koło zamachowe 3 wykonane jest z żeliwa i jest wyważane dynamicznie jako zespół z wałem korbowym. Na kołnierzu koło zamachowe jest centrowane w ściśle określonym położeniu za pomocą kołków lub śrub 6, za pomocą których jest ono mocowane do kołnierza. Pierścień zębaty 1 jest dociskany do obręczy koła zamachowego (a w YaMZ-238 jest zabezpieczony śrubami, które są zabezpieczone podkładkami zabezpieczającymi), przeznaczony do obracania wału korbowego za pomocą rozrusznika podczas uruchamiania silnika. 740, koło zamachowe jest centrowane za pomocą dwóch sworzni i przykręcone bezpośrednio do wału korbowego. Na końcu lub obręczy koła zamachowego wielu silników znajdują się znaki, za pomocą których tłok pierwszego cylindra można ustawić w GMP w suwie sprężania, aby ustawić zapłon w przypadku silników gaźnikowych lub czas wtrysku w silnikach wysokoprężnych.
Koło zamachowe YaMZ-238 mocowane jest do wału korbowego za pomocą ośmiu śrub, które są zabezpieczone przed samoodkręceniem podkładkami zabezpieczającymi (jedna podkładka na dwie śruby).
Mechanizm korbowy (CCM) jest prawdopodobnie najważniejszym układem silnika.
Zadaniem mechanizmu korbowego jest zamiana ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy i odwrotnie.
Wszystkie części mechanizmu korbowego są podzielone na dwie grupy: ruchomą i nieruchomą. Do ruchomych należą:
Do stacjonarnego:
Tłok wygląda jak odwrócone szkło, w którym umieszczone są pierścienie. Na każdym z nich znajdują się dwa rodzaje pierścieni: zgarniacz oleju i kompresja. Zwykle są dwa zgarniacze oleju i jeden zawór sprężający. Ale są wyjątki w postaci: dwa takie i dwa tamte - wszystko zależy od rodzaju silnika.
Korbowód wykonany jest z profilu stalowego dwuteowego. Składa się z głowicy górnej, która jest połączona z tłokiem za pomocą sworznia, oraz głowicy dolnej, która jest połączona z wałem korbowym.
Wał korbowy wykonany jest głównie z żeliwa o wysokiej wytrzymałości. Jest to źle ustawiony pręt. Wszystkie szyjki są starannie wypolerowane z zachowaniem wymaganych parametrów. Istnieją czopy główne - do montażu łożysk głównych i czopy korbowodów - do montażu przez łożyska korbowodu.
Rolę łożysk ślizgowych pełnią dzielone półpierścienie, wykonane w postaci dwóch tulei, które dla zwiększenia wytrzymałości są poddawane działaniu prądów o wysokiej częstotliwości. Wszystkie pokryte są warstwą przeciwcierną. Główne są przymocowane do bloku silnika, a korbowody są przymocowane do dolnej głowicy korbowodu. Aby tuleje dobrze działały, posiadają rowki umożliwiające dostęp oleju. Jeśli łożyska się obracają, oznacza to, że nie ma do nich wystarczającego dopływu oleju. Zwykle ma to miejsce, gdy układ olejowy jest zatkany. Wkładów nie można naprawiać.
Ruch wzdłużny wału jest ograniczony specjalnymi podkładkami oporowymi. Konieczne jest zastosowanie różnych uszczelek na obu końcach, aby zapobiec wyciekaniu oleju z układu smarowania silnika.
Z przodu wału korbowego przymocowane jest koło pasowe układu chłodzenia i koło łańcuchowe, które napędzają wałek rozrządu za pomocą napędu łańcuchowego. W głównych modelach produkowanych obecnie samochodów został on zastąpiony paskiem. Koło zamachowe jest przymocowane z tyłu wału korbowego. Został zaprojektowany w celu wyeliminowania niewyważenia wału.
Posiada również koło zębate koronowe przeznaczone do uruchamiania silnika. Aby uniknąć problemów podczas demontażu i dalszego montażu, koło zamachowe mocuje się za pomocą układu asymetrycznego. Czas zapłonu zależy również od umiejscowienia znaków montażowych - stąd optymalna praca silnika. Podczas produkcji jest wyważany razem z wałem korbowym.
Skrzynia korbowa silnika jest produkowana razem z blokiem cylindrów. Służy jako podstawa do mocowania paska rozrządu i wału korbowego. Znajduje się miska, która służy jako pojemnik na olej, a także chroni silnik przed odkształceniem. Na dole znajduje się specjalny korek do spuszczania oleju silnikowego.
Tłok znajduje się pod ciśnieniem gazów powstających podczas spalania mieszanki paliwowej. Jednocześnie wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne, powodując obrót wału korbowego silnika. Z niego ruch obrotowy przenoszony jest na skrzynię biegów, a stamtąd na koła samochodu.
Ale wideo pokazuje, jak działa KShM:
Główne oznaki nieprawidłowego działania wału korbowego:
Mechanizm korbowy silnika jest bardzo wrażliwy. Aby zapewnić wydajną pracę, konieczna jest terminowa wymiana oleju. Najlepiej zrobić to na stacjach obsługi. Nawet jeśli niedawno wymieniałeś olej i nadszedł czas na konserwację sezonową, pamiętaj o przejściu na olej wskazany w instrukcji obsługi maszyny. Jeżeli w pracy silnika pojawią się jakiekolwiek problemy: hałasy, stuki, skontaktuj się ze specjalistą – tylko autoryzowany serwis dokona obiektywnej oceny stanu samochodu.
Pozdrawiamy czytelników naszego przytulnego bloga! Porozmawiajmy teraz o sercu naszych żelaznych koni, silnikach spalinowych. Dokładniej, tym razem rozważymy cel mechanizmu korbowego - jednego z kluczowych mechanizmów silnika.
Trudno przecenić przeznaczenie mechanizmu korbowego. Właściwie to właśnie jemu powinniśmy dziękować za to, że nasze żelazne konie nie stoją w miejscu, ale potrafią przewozić nasze śmiertelne ciała i dawać nam radość z jazdy.
Mówiąc suchym językiem technicznym, zadaniem mechanizmu korbowego (CPM) jest zamiana energii spalonej mieszanki paliwowo-powietrznej na obrót mechaniczny.
Naturalnie KShM nie jest konstrukcją monolityczną i składa się z szeregu prostszych części, które zostaną omówione poniżej.
Tradycyjnie elementy mechanizmu korbowego można podzielić na dwie duże podgrupy: części ruchome i nieruchome.
Pierwsza obejmuje tłoki z pierścieniami i sworzniami, korbowody, wał korbowy (w potocznym języku wał korbowy) i koło zamachowe.
Stałe elementy wału korbowego są reprezentowane przez blok cylindrów i głowicę cylindrów, skrzynię korbową, a także uszczelkę umieszczoną pomiędzy blokiem a głowicą.
A teraz trochę więcej o roli każdego z aktorów w teatrze mechanizmu korbowego. Jako jeden z pierwszych przyjął na siebie podmuch spalającej się mieszanki paliwowo-powietrznej.
Ten bohaterski element to cylindryczny metalowy element, z grubsza rzecz biorąc, w kształcie szkła.
W rzeczywistości jego kształt jest dość złożony - z rowkami, wybrzuszeniami, dziurami i wycięciami.
Wszystkie te skomplikowane kształty są potrzebne nie tylko do sprawnej pracy silnika, ale też po to, żeby było gdzie umieścić pierścienie tłokowe, a także gdzie włożyć sworzeń tłokowy, do którego mocowana jest kolejna ważna część mechanizmu -.
Powód istnienia korbowodu jest tak prosty jak pięć kopiejek - przenoszący ruch postępowy tłoka na wał korbowy.
Dość nudna, ale ważna rola. Sam korbowód wygląda jak metalowy pręt o przekroju I.
Na jednym końcu znajduje się otwór do mocowania do tłoka za pomocą sworznia tłokowego, a na drugim półpierścień, który nakłada się na czop korbowy wału i zabezpiecza połączeniami śrubowymi specjalną osłoną.
Warto zauważyć, że połączenie korbowodu z wałem korbowym jest ruchome - musi się obracać.
Trudno przecenić znaczenie kolejnego elementu CVM – tego.
Oczywiście dość trudno nazwać tę część wałem w zwykłym tego słowa znaczeniu - jej kształt jest złożony, a wszystko ze względu na fakt, że są do niej przymocowane wszystkie więzadła korbowodu i tłoka silnika.
Wał korbowy jest kluczowym elementem obrotowym silnika i musi wytrzymywać niesamowite obciążenia, dlatego wymagania dotyczące jakości jego wykonania i wytrzymałości materiałów są najwyższe.
Głównymi częściami wału korbowego są czopy korbowe (miejsca mocowania korbowodów), czopy, czopy główne i przeciwwagi. Nawiasem mówiąc, mechanizm korbowodu otrzymał swoją nazwę właśnie ze względu na część wału korbowego, a ściślej korby - tak czasami nazywa się połączenie czopa korbowodu i policzków po obu stronach z tego.
Wał korbowy jest koronowany z jednej strony.
Należy zauważyć, że pomimo względnej prostoty zewnętrznej koło zamachowe pełni kilka ról jednocześnie.
Po pierwsze, jego głównym zadaniem jest utrzymanie równomiernego obrotu wału korbowego podczas pracy silnika.
Po drugie, to właśnie to skromne metalowe koło działa jak łącznik pomiędzy rozrusznikiem a tym samym wałem korbowym, gdy przekręcasz kluczyk w stacyjce, aby uruchomić silnik.
Prawie wszystkie ruchome części mechanizmu korbowego znajdują się w bloku cylindrów, a głowica cylindrów zamyka przed naszymi oczami całą tę wirującą i obracającą się hańbę.
Z reguły wbudowane są w niego zawory, świece zapłonowe i kanały do dostarczania płynu chłodzącego, oleju i mieszanki paliwowo-powietrznej.
Należy zaznaczyć, że to właśnie głowica decyduje o tak ważnym parametrze silnika jak jego masa.
W klasycznej wersji elementy te wykonane są z żeliwa, jednak dzięki nowoczesnym technologiom producenci samochodów coraz częściej wykorzystują w swojej konstrukcji aluminium, co korzystnie wpływa na masę silnika, a w efekcie całego samochodu.
Zastosowanie stopów lekkich stało się możliwe nawet w tak krytycznym elemencie bloku, jakim są tuleje cylindrowe (tłoki poruszają się w nich w górę i w dół), które muszą być odporne na zużycie i wytrzymywać wysokie temperatury.
Podsumowując, nasi drodzy czytelnicy, chciałbym powiedzieć kilka słów o rodzajach układów silników spalinowych i układach cylindrów.
Koncerny samochodowe uzupełniają swoje dzieła kilkoma rodzajami silników, a mianowicie:
Z punktu widzenia równowagi najbardziej optymalne są silniki rzędowe i typu bokser.
Te pierwsze są dość powszechne w świecie motoryzacyjnym - rzędowe czterocylindrowe jednostki można spotkać cały czas, ale los jednostek typu bokser nie jest tak publiczny - stały się one synonimem pewnej ekskluzywności i „klubowości”.
Można je więc spotkać np. w głębinach sportowych Porsche czy Subaru.
Silniki w kształcie litery V i powiązane z nimi silniki w kształcie litery W mają optymalną kombinację cech. Buduje się z nich samochody dostępne dla przeciętnego miłośnika motoryzacji, a także szalone supersamochody, których koszt jest równie niesamowity, jak ich charakter.
Działanie silnika W:
//www.youtube.com/watch?v=xKBpiNorQYQ
Drodzy odwiedzający blog, w tym krótkim artykule staraliśmy się wyjaśnić przeznaczenie mechanizmu korbowego i ogólnie rozważyć jego elementy. Byłbym wdzięczny za subskrypcję.
Czytaj artykuły na blogu i podnoś swój poziom zawodowy.
