kľukový mechanizmus(KShM) slúži na premenu priamočiareho vratného pohybu piestu na rotačný pohyb kľukového hriadeľa.
Kľukový hriadeľ pozostáva z pevných a pohyblivých častí. Skupinu stacionárnych častí tvorí blok valcov, hlavy valcov, vložky, vložky a veká hlavných ložísk.
Do skupiny pohyblivých častí patria piesty, piestne krúžky, piestne čapy, ojnice, kľukový hriadeľ so zotrvačníkom.
Blok valcov je základná časť (rám) motora (obr. 3). Na ňom sú nainštalované všetky hlavné mechanizmy a systémy motora.
Obrázok 3. Pevné časti kľukového mechanizmu: 1 – kryt bloku rozvodov; 2 – oceľové azbestové tesnenie; 2 – hlava valcov; 4, 10 – vstupné otvory vodného plášťa; 5, 9 – výstupné otvory vodného plášťa; 6, 8 – kanály na prívod horľavej zmesi; 11 – sedlo ventilu; 12 – rukáv; 13 – zapínacie cvoky; 14 – horná časť; 15 – blok valcov; 16 – objímkové objímky
V automobilových a traktorových viacvalcových kvapalinou chladených motoroch sú všetky valce vyrobené vo forme spoločného odliatku, ktorý sa nazýva blok valcov. Tento dizajn má najvyššiu tuhosť a dobrú spracovateľnosť. V súčasnosti sa vyrábajú iba vzduchom chladené motory so samostatnými valcami.
Blok valcov pracuje v podmienkach výrazných až 2000 °C a nerovnomerného ohrevu a tlaku (9,0...10,0 MPa). Aby odolal značnému silovému a teplotnému zaťaženiu, musí mať blok valcov vysokú tuhosť, zaisťujúcu minimálnu deformáciu všetkých jeho prvkov, zaručujú tesnosť všetkých dutín (valce, chladiaci plášť, kanály atď.), majú dlhú životnosť, jednoduché a technologický dizajn.
Na výrobu bloku valcov sa používa šedá liatina alebo zliatiny hliníka. Najpreferovanejším materiálom na výrobu bloku valcov je v súčasnosti liatina, pretože... je lacný, má veľkú pevnosť a nie je náchylný na teplotnú deformáciu.
Koncom šesťdesiatych rokov domáci priemysel ovládol odlievanie liatinových blokov s hrúbkou steny 2,5...3,5 mm. Takéto bloky sa vyznačujú vysokou pevnosťou, tuhosťou a rozmerovou stálosťou a svojou hmotnosťou sa takmer rovnajú hliníkovým.
Významnou nevýhodou blokov vyrobených z hliníkových zliatin je ich zvýšená tepelná rozťažnosť a relatívne nízke mechanické vlastnosti.
Usporiadanie valcov môže byť jednoradové (zvislé alebo šikmé), dvojradové alebo v tvare V, s uhlom odklonu medzi valcami 60°, 75°, 90°. Motory s uhlom odklonu 180° sa nazývajú motory typu boxer. Usporiadanie v tvare V sa rozšírilo v 80. rokoch 20. storočia, pretože zabezpečuje väčšiu kompaktnosť a nižšiu špecifickú hmotnosť motora. V tomto prípade sa zvyšuje tuhosť kľukového hriadeľa a jeho podpier, čo pomáha zvyšovať životnosť motora. Kratšia dĺžka motora uľahčuje jeho usporiadanie na vozidle a pri rovnakom rázvore umožňuje väčšiu využiteľnú plochu nákladnej plošiny.
Na motoroch s jednoradovým usporiadaním valcov sú číslované od predného. Na motoroch v tvare V sa čísla najprv priradia k pravej rade valcov, počnúc prednou, a potom sa označí ľavá skupina.
Valec vo väčšine automobilových a traktorových motorov je vyrobený vo forme vložiek inštalovaných v bloku. Na základe spôsobu inštalácie sú rukávy rozdelené na suché a mokré.
Mokré vložky, umývané z vonkajšej strany chladiacou kvapalinou, poskytujú lepší odvod tepla a sú vhodnejšie na opravy, pretože možno ľahko vymeniť bez použitia špeciálnych nástrojov a príslušenstva.
Tesnosť mokrej manžety je zabezpečená utesnením spodnej časti gumovým krúžkom a inštaláciou medeného tesnenia pod horný golier. Použitie mokrých vložiek zlepšuje odvod prebytočného tepla z valcov, no znižuje tuhosť bloku valcov.
Suché vložky sa používajú predovšetkým v dvojtaktných motoroch, kde je použitie mokrých vložiek náročné.
Objímka vníma vysoký tlak pracovných plynov s výraznou teplotou. Preto sa vložky spravidla vyrábajú zo zliatinovej liatiny, ktorá je dobre odolná voči erozívnemu a abrazívnemu opotrebovaniu a má vyhovujúcu odolnosť proti korózii. Vnútorný povrch vložky - zrkadlo valca - je starostlivo spracovaný.
Keďže prevádzkové podmienky hornej časti vložky sú najťažšie a opotrebováva sa najintenzívnejšie, v moderných motoroch je rovnomerné opotrebovanie valcov po výške zabezpečené krátkymi vložkami vyrobenými z antikorózneho vysokolegovaného austenitického odliatku. železo (niresist). Použitie takejto vložky zvyšuje životnosť návlekov 2,5 krát.
Hlava motora slúži na umiestnenie spaľovacích komôr, sacích a výfukových ventilov, zapaľovacích sviečok alebo vstrekovačov.
Počas prevádzky motora je hlava valcov vystavená vysokým teplotám a tlakom. Zahrievanie jednotlivých častí hlavy je nerovnomerné, pretože niektoré z nich prichádzajú do kontaktu s produktmi spaľovania s teplotou až 2500 ° C, zatiaľ čo iné sú umývané chladiacou kvapalinou.
Základné požiadavky na konštrukciu hlavy valcov: - vysoká tuhosť, eliminujúca deformácie od mechanického zaťaženia a deformácie pri prevádzkových teplotách; jednoduchosť; vyrobiteľnosť dizajnu a nízka hmotnosť.
Hlava valcov je vyrobená z liatiny alebo hliníkovej zliatiny. Výber materiálu závisí od typu motora. V karburátorových motoroch, kde je horľavá zmes stlačená, sa uprednostňujú tepelne vodivejšie hliníkové zliatiny, pretože to zaisťuje chod bez klepania. V dieselových motoroch, kde je stlačený vzduch, liatinová hlava valcov pomáha zvyšovať teplotu stien spaľovacích komôr, čo zlepšuje plynulosť pracovného procesu, najmä pri štartovaní v chladnom počasí.
Hlavy valcov môžu byť vyrobené individuálne alebo spoločné. Jednotlivé hlavy sa zvyčajne používajú vo vzduchom chladených motoroch. Väčšina motorov chladených kvapalinou používa spoločné hlavy pre každý rad valcov. V niektorých prípadoch s veľkou dĺžkou bloku valcov sa hlavy používajú pre skupinu dvoch alebo troch valcov (napríklad pre motor YaMZ-240 a A=01 L).
Motor YaMZ-740 má samostatné hlavy valcov pre každý valec. Použitie samostatných hláv zvyšuje spoľahlivosť motora, zabraňuje zošikmeniu hlavy v dôsledku nerovnomerného utiahnutia a prieniku plynu cez tesnenie.
V karburátorových motoroch a niektorých typoch dieselových motorov sú spaľovacie komory zvyčajne umiestnené v hlavách valcov. Tvar a umiestnenie spaľovacích komôr, sacích a výfukových kanálov sú dôležitým konštrukčným parametrom, ktorý určuje výkon a ekonomický výkon motorov.
Tvar spaľovacej komory by mal poskytovať najlepšie podmienky pre plnenie valca čerstvou náplňou, úplné a bezklepové spaľovanie zmesi, ako aj dobré čistenie valca od splodín horenia.
V súčasnosti vznetové motory preferujú spaľovacie komory umiestnené v piestoch. Takéto komory majú menší povrch a tým aj malé tepelné straty. Motory so spaľovacími komorami v pieste majú vyššie antidetonačné vlastnosti a zvýšený faktor plnenia.
Technológia výroby hláv valcov v motoroch so spaľovacou komorou v pieste nie je zložitá. Komoru v pieste je možné ľahko získať odlievaním a následným opracovaním, aby sa objem komory dostal s vysokou presnosťou na stanovený objem.
Dlhodobý chod hlavy valcov bez deformácií a deformácií je zabezpečený racionálnym chladením, t.j. intenzívnejší odvod tepla z jeho najohrievanejších častí.
technická oprava ojnice
Účel KShM. Kľukový mechanizmus premieňa priamočiary vratný pohyb piestov, ktoré vnímajú tlak plynu, na rotačný pohyb kľukového hriadeľa.
Typy a typy CVM
Zloženie KShM. Časti kľukového mechanizmu možno rozdeliť do dvoch skupín: pohyblivé a stacionárne. Prvá obsahuje piest s krúžkami a piestnym čapom, ojnicu, kľukový hriadeľ a zotrvačník, druhá obsahuje blok valcov, hlavu valcov, kryt bloku rozvodového súkolia a vaňu (kľukovú skriňu). Obe skupiny zahŕňajú aj spojovacie prvky.
Dizajn dielov. Hlava valca je navrhnutá tak, aby zatvárala valec a sú v nej umiestnené sacie a výfukové kanály a ventily, ako aj vstrekovač alebo zapaľovacia sviečka. Podľa typu sú hlavy valcov rozdelené na jednotlivé (a), skupinu (b) a všeobecné (c).
Hlava valcov je zvyčajne vyrobená z hliníkových zliatin pomocou metód presného odlievania s následným opracovaním a má veľmi zložitý tvar. Hlava je pripevnená k bloku valcov pomocou skrutiek alebo svorníkov, ktoré sa uťahujú v určitom poradí as určitým uťahovacím momentom odporúčaným výrobcom.
Valec je jednou z hlavných častí strojov a mechanizmov: dutá časť s valcovou vnútornou plochou, v ktorej sa pohybuje piest. Valce, rovnako ako hlava valcov, sú: individuálne, skupinové a všeobecné.
Existujú dva typy rukávov:
„Suché“ sú vložky, ktoré nemajú priamy kontakt s chladivom.
„Mokré“ sú vložky, ktorých vonkajší povrch je umývaný chladiacou kvapalinou.
Mokré návleky poskytujú dobrý odvod tepla a pri opravách sa dajú ľahko vymeniť. Najčastejšie sa používajú v dieselových motoroch s priemerom valcov väčším ako 120 mm, ale niekedy sa používajú aj v motoroch s menším priemerom valca. Suché kazety sa vyrábajú jednoduchšie. Motory vybavené suchými vložkami majú dobrú udržiavateľnosť. V prípade opotrebovania je možné vložku jednoducho vymeniť bez vŕtania valcov. Suché vložky možno použiť aj pri prestavbe motora, ktorý predtým vložky nepoužíval.
Vo väčšine moderných motorov osobných automobilov sa valce vyrábajú priamo vŕtaním do bloku valcov. V prípade, že je blok hliníkový, na steny valca sa nanášajú špeciálne nátery a na spojovacie časti (piesty a krúžky) sa kladú špeciálne požiadavky.
Vnútorný povrch vložky je podrobený špeciálnej úprave - honovanie, chrómovanie, nitridovanie. Objímky sú odlievané z vysoko pevnej liatiny alebo špeciálnych ocelí. Plášte bloku valcov a kryt sú zvyčajne vyrobené z rovnakého materiálu ako rám motora.
Piest je časť určená na cyklické vnímanie tlaku expandujúcich plynov a jeho premenu na translačný mechanický pohyb, ktorý potom vníma kľukový mechanizmus. Slúži aj na vykonávanie pomocných zdvihov na čistenie a plnenie valca. Spravidla je vybavený piestnymi krúžkami na zlepšenie tesnosti systému valec-piest. Piesty môžu byť kompozitné alebo nekompozitné.
Piest je rozdelený na dve časti: hlavu a vodiacu časť (lem). Hlava obsahuje dno, spaľovaciu komoru a prstencové drážky. Sukňa má dve úchytky pre otvor na prst. Existujú dva typy krúžkov: kompresné krúžky, ktoré slúžia na zabránenie úniku plynu z priestoru nad piestom a krúžky na stieranie oleja, určené na odstraňovanie oleja zo stien valca.
Piestny čap, ktorý slúži na skĺbenie piestu s ojnicou, je vyrobený z dutej ocele s povrchovým kalením vysokofrekvenčnými prúdmi. Z pozdĺžneho pohybu, ktorý by mohol spôsobiť odieranie na stenách valca, je čap držaný v nálitkoch piesta pomocou dvoch prídržných krúžkov vložených do prstencových vybraní. Prsty môžu byť pevné alebo voľné.
Ojnica je určená na spojenie piestu s kľukovým hriadeľom cez čap. Vykonáva komplexný kývavý pohyb. Skladá sa z troch častí: horná hlava ojnice, tyč, spodná hlava s krytom pre montáž na kľukový hriadeľ.
Kľukový hriadeľ je navrhnutý tak, aby prenášal krútiaci moment na spotrebiteľa a súčasne poskytoval vratný pohyb piestu v dôsledku otáčania kľuky. Kľukový hriadeľ má nos a driek, na ktorom je namontovaný zotrvačník.
Zotrvačník je masívny kovový disk, ktorý je namontovaný na kľukovom hriadeli motora. Pri silovom zdvihu piest cez ojnicu a kľuku roztáča kľukový hriadeľ motora, čím sa rezerva zotrvačnosti prenáša na zotrvačník. Zotrvačník prenáša krútiaci moment cez spojku na prevodovku.
Zotrvačnosť uložená v hmote zotrvačníka umožňuje, v opačnom poradí, cez kľukový hriadeľ, ojnicu a piest vykonávať prípravné zdvihy pracovného cyklu motora. To znamená, že piest sa pohybuje nahor (počas výfukového a kompresného zdvihu) a nadol (počas sacieho zdvihu), práve v dôsledku energie vydávanej zotrvačníkom. Ak má motor niekoľko valcov pracujúcich v určitom poradí, tak prípravné zdvihy v niektorých valcoch sa vykonávajú vďaka energii vyvinutej v iných a samozrejme pomáha aj zotrvačník.
Hlavné pohyblivé časti spaľovacieho motora sú súčasťou kľukového mechanizmu, ktorého účelom je previesť vratný pohyb piestu na rotačný pohyb kľukového hriadeľa. V závislosti od konštrukcie kľukového mechanizmu sú motory, rovnako ako ich piesty, kmeňové a krížové, jednočinné a dvojčinné. Na rozdiel od kufrových motorov majú motory s krížovou hlavou spolu s piestom, ojnicou a kľukovým hriadeľom piestnu tyč a posúvač (krížovú hlavu), ktorý sa pohybuje pozdĺž priečnika.
Piest kufra je zároveň akýmsi posúvačom, má teda dlhú vodiacu časť nazývanú sukňa alebo kufor. Príkladom takéhoto piestu je piest štvortaktného dieselového motora, znázornený na obr. 43. Piest pozostáva z hlavy 1 a trónu 7, ktorý má vo vnútri komoru. Hlava piestu obsahuje dno a bočnú plochu, na ktorej sú umiestnené drážky pre tesniace krúžky piestu 2 a krúžky 3 na stieranie oleja. Rovnaký. Drážka pre krúžky na stieranie oleja sa nachádza na dne kufra.
Vodiaca časť piestu má zariadenie na spojenie s ojnicou, pozostávajúce z piestneho čapu 5, puzdier 6 a zátky 4. V praxi sa používajú dva spôsoby inštalácie piestneho čapu do výstupkov vodiacej časti piesta sú bežné: čap je upevnený v nálitkoch pevne, ojnica je na ňom namontovaná nehybne; čap nie je upevnený v nálitkoch; ojnica má tiež schopnosť otáčať sa okolo nej (tzv. plávajúci čap). V druhom prípade má konštrukcia čapu (obr. 43, položka 5) nepochybné výhody, pretože opotrebenie čapu sa znižuje a vyskytuje sa rovnomernejšie a pracovné podmienky čapu sa zlepšujú.
Ryža. 43. Piest trupu štvortaktného motora.
Pri priemere valcov viac ako 400 mm sú piesty kufrových motorov odnímateľné.
Piesty motorov s krížovou hlavou sa líšia od kufrových motorov tým, že majú tuhé spojenie medzi piestom a ojnicou. Piestna tyč zvyčajne končí v prírube, ktorá je spojená s piestom pomocou svorníkov.
Aby sa predišlo prehriatiu dna piestu v motoroch s posúvačmi, ako aj v kufrových motoroch s valcami s veľkým priemerom, používa sa umelé chladenie dna. Na tento účel sa používa sladká alebo morská voda a olej.
Na obr. 44 je znázornený skrátený piest moderného dvojtaktného preplňovaného vznetového motora. V takýchto dieselových motoroch sa spodná dutina valca používa ako vyplachovacie čerpadlo, takže vodiaca časť piestu je výrazne skrátená (skrátený alebo skrátený piest). Hlava piestu z kovanej ocele 4 má na vonkajšej strane drážky pre tesniace krúžky 3 a vo vnútri hlavy piestu je vytesňovač 5, určený na urýchlenie pohybu chladiaceho oleja. Vodiaca časť piesta 1 vyrobená z liatiny má drážky pre vodiace krúžky 2. Vo vnútri vodiacej časti sú kolíky 7 na upevnenie piestnice 8 s hlavou piestu cez otvory vo vodiacej časti. Dno piestu je chladené olejom, ktorý je privádzaný kanálom 9 v piestnej tyči a odvádzaný z hornej dutiny potrubím 6. Najviac zaťažovanou časťou všetkých typov piestov je hlava piestu. Pri chode motora sa na spodok hlavy tlačia horúce plyny, ktoré ju zahrievajú a navyše majú tendenciu prenikať do motora. Výsledkom je, že dno hlavy piestu má špeciálnu konfiguráciu, určenú požadovaným tvarom spaľovacej komory, a chladený vnútorný povrch.
Ryža. 44. Skrátený piest dvojtaktného preplňovaného naftového motora.
Výška bočnej plochy hlavy piesta závisí od veľkosti a počtu tesniacich krúžkov piesta. Piestne krúžky zabezpečujú nielen tesnenie valca proti prieniku plynu, ale aj prenos tepla z hlavy piestu na steny pracovnej vložky valca. Tieto funkcie zvyčajne vykonávajú dva alebo tri horné krúžky a ostatné sú, ako keby, pomocné, čím sa zvyšuje spoľahlivosť ich prevádzky. V nízkootáčkových motoroch sa zvyčajne montuje päť až sedem piestnych krúžkov a pri vysokootáčkových motoroch stačí z dôvodu skrátenia doby prietoku plynu cez netesnosti medzi piestom a stenami valca tri až päť.
Piestne krúžky sú vyrobené z pravouhlého alebo zriedkavejšieho lichobežníkového prierezu z mäkšieho kovu ako vložka valca. Aby bolo možné krúžky inštalovať do drážok piestu, sú rozdelené a spoj, nazývaný zámok, je vyrobený so šikmým, stupňovitým (prekrývajúcim sa) alebo rovným rezom. Vďaka delenej konštrukcii a pružinovým vlastnostiam materiálu sú piestne krúžky tesne pritlačené k stenám vložky valca, čím sa piestu o ne netrie. To zlepšuje prevádzkové podmienky piestu a znižuje opotrebovanie puzdra.
Na rozdiel od tesniacich krúžkov slúžia krúžky na stieranie oleja na to, aby sa olej nedostal do spaľovacej komory a odstránil prebytočný olej zo stien vložky valca.
Ojnica motora je určená na prenos sily z piestu na kľukový hriadeľ. Skladá sa z troch hlavných častí (obr. 45): spodná hlava I, tyč II a horná hlava III. Ojnice, podobne ako piesty, sú buď kmeňové alebo krížové. Ich odlišnosť je daná najmä konštrukciou hornej hlavy a umiestnením ojnice voči piestu.
Ryža. 45. Ojnica pre motor kufra.
Horná hlava ojnice kufrových motorov (motory s nízkym a stredným výkonom) je vyrobená z jedného kusu. Do otvoru v hlave 1 (obr. 45) je zalisované bronzové puzdro 2, ktoré funguje ako ložisko hlavy a slúži na spojenie ojnice s piestom pomocou piestneho čapu. Puzdro 2 má na vnútornom povrchu prstencovú drážku 3 a otvory 4 na privádzanie maziva zo stredového kanála 5 vyvŕtaného v tyči.
Ojnice motorov s krížovou hlavou, medzi ktoré patria najmä vysokovýkonné motory (zvyčajne dvojtaktné naftové motory s výkonom valcov nad 300 k), sa vyrábajú s delenou hornou hlavou. Táto hlava je priskrutkovaná k hornej časti ojnice, ktorá má tvar vidlice alebo obdĺžnikovej príruby. Tyč 6 ojnice má kruhový prierez so stredovým kanálom 5, ktorý je typický pre nízkootáčkové motory.
Ojničné tyče vysokootáčkových motorov majú zvyčajne prstencový alebo prierezový tvar I a sú často vyrábané integrálne s hornou polovicou spodnej hlavy, čo pomáha znižovať hmotnosť ojnice. Spodná hlava ojnice slúži na uloženie kľukového ložiska, cez ktoré je ojnica pripojená k čapu kľuky kľukového hriadeľa. Hlava sa skladá z dvoch polovíc vybavených bronzovými alebo oceľovými vymeniteľnými vložkami, ktorých vnútorný povrch je vyplnený vrstvou babbittu.
V nízkootáčkových motoroch je ojnica vyrobená s odnímateľnou spodnou hlavou 9, pozostávajúcou z dvoch oceľových polovíc - odliatkov bez vložiek. V tomto prípade sa na pracovnú plochu každej polovice hlavy naleje vrstva babbittu. Táto konštrukcia spodnej hlavy umožňuje jej rýchlu výmenu v prípade poruchy a umožňuje nastavenie výšky kompresnej komory valca motora zmenou hrúbky kompresného tesnenia 7 medzi pätou ojnice a hornou časťou. hlavy. Na vycentrovanie spodnej hlavy s ojnicou je na jej hornej časti vytvorený výstupok 11.
Obidve polovice kľukového ložiska sú stiahnuté k sebe dvoma ojničnými skrutkami 8, ktoré majú po dva dosadacie pásy, zaistené hradovými maticami a závlačkami. Sada podložiek 10 v ložiskovej spojke je potrebná na reguláciu olejovej medzery medzi čapom kľukového hriadeľa a valčekovou vložkou. Tesnenia sú upevnené v konektore pomocou svorníkov a skrutiek.
Kľukový hriadeľ je jednou z najkritickejších, ťažko vyrobiteľných a drahých častí motora. Kľukový hriadeľ počas prevádzky podlieha značnému zaťaženiu, preto sa na jeho výrobu používajú vysokokvalitné uhlíkové a legované ocele, ako aj modifikovaná a legovaná liatina. Vzhľadom na zložitosť konštrukcie zahŕňa výroba kľukového hriadeľa náročné a zložité procesy a jeho náklady, vrátane materiálu, kovania a obrábania, niekedy predstavujú viac ako 10 % nákladov na celý motor.
Kľukové hriadele vysokootáčkových motorov s nízkym a stredným výkonom sú vyrobené z masívneho kovania alebo plného lisovania, hriadele motorov so stredným a vysokým výkonom sú vyrobené z dvoch alebo viacerých častí spojených prírubami. Pre čapy s veľkým priemerom sú hriadele vyrobené s kompozitnými kľukami.
V závislosti od konštrukcie a počtu valcov motora môže mať kľukový hriadeľ rôzny počet kolien (kľúk): v jednoradových motoroch - rovnaký ako počet valcov a v dvojradových (v tvare V) - rovný polovici počet valcov. Kolená hriadeľa sú voči sebe natočené pod určitým uhlom, ktorého veľkosť závisí od počtu valcov a poradia ich činnosti (poradie zábleskov pri motoroch so štyrmi, šiestimi alebo viacerými valcami).
Hlavnými prvkami kľukového hriadeľa (obr. 46, a) sú: kľukové (alebo ojničné) čapy 2, rámové (alebo hlavné) čapy I a lícnice 3, spájajúce čapy navzájom.
Niekedy sa na vyrovnanie odstredivých síl kolena pripevní na líca 1 protizávažie 2 (obr. 46.6). Kľukové čapy sú zakryté ložiskom spodnej hlavy ojnice a čapy rámu ležia v rámových ložiskách umiestnených v základovom ráme alebo kľukovej skrini motora a sú oporami kľukového hriadeľa. Mazanie čapov sa vykonáva nasledovne. Olej je privádzaný do čapov rámu pod tlakom cez vývrty v kryte a v hornom plášti ložiska rámu, potom cez vývrty v líci (obr. 46, c) je privádzaný do kľukového čapu. V dutých kľukových hriadeľoch vysokorýchlostných motorov olej vstupuje do dutiny hriadeľa a vstupuje do pracovných plôch čapu cez dutiny a radiálne otvory v nich vytvorené.
Ryža. 46. Kľukový hriadeľ motora.
Ložiská rámu absorbujú všetky zaťaženia prenášané na kľukový hriadeľ. Každé rámové ložisko sa skladá z dvoch polovíc: krytu, odliateho integrálne s rámom, a krytu, priskrutkovaného k krytu. Vo vnútri ložiska je upevnená oceľová vložka pozostávajúca z dvoch vymeniteľných polovíc (horná a dolná), vyplnená na pracovnej ploche antifrikčnou zliatinou - babbitt. Dĺžka vložky sa zvyčajne volí menšia ako dĺžka čapu hriadeľa. Jedno z ložísk rámu (prvé z prenosu otáčania na vačkový hriadeľ) je riešené ako montážne ložisko (obr. 47).
Ryža. 47. Inštalačné rámové ložisko kľukového hriadeľa.
Dĺžka vložky 7 montážneho ložiska sa rovná dĺžke čapu hriadeľa; má antifrikčnú výplň 1 nielen vo vnútri, ale aj na koncovej ploche. Rámový čap hriadeľa v mieste dosadnutia tohto ložiska má zasa vyčnievajúce prstencové nákružky. Montážne ložisko teda zaisťuje veľmi špecifickú polohu kľukového hriadeľa voči základovému rámu. Ložiskovej panve 7 bráni v otáčaní a axiálnom pohybe vložkou 5 umiestnenou medzi vekom 3 ložiska a hornou polovicou panvy. Rovina spojky vložky sa zhoduje s rovinou prechádzajúcou osou hriadeľa, ktorá sa nachádza pod rovinou spojenia rámu s rámom motora. V rovine konektora sú na dvoch riadiacich kolíkoch namontované tesnenia 6, určené na reguláciu olejovej medzery medzi vložkou a čapom hriadeľa.
Kryt ložiska 3 je vyrobený z oceľovej liatiny. V strede má priechodný vertikálny otvor na privádzanie maziva do čapu hriadeľa. V hornej polovici vložky je rovnaký koaxiálny otvor, z ktorého olej vstupuje do prstencovej olejovej drážky 4 na povrchu antifrikčnej náplne a potom do olejového chladiča 2.
Zotrvačník je zvyčajne pripevnený k zadnému koncu kľukového hriadeľa, určený na zníženie a vyrovnanie uhlovej rýchlosti otáčania hriadeľa. Zotrvačnosť zotrvačníka navyše uľahčuje prechod ojnice s piestom cez hluché miesta. Veľkosť a hmotnosť zotrvačníka sú nepriamo úmerné počtu valcov motora: čím väčší je počet valcov, tým menšia by mala byť hmotnosť zotrvačníka. Zotrvačník, najmä jeho kotúč, sa často používa na spojenie s hriadeľom vrtule, hriadeľom prevodovky alebo hriadeľom elektrického generátora pomocou elastickej spojky.
Hlavné rozmery KShM VAZ 2110, 2111, 2112
sami VAZ 2110 motor, majú veľa
vymeniteľné diely pre kľukové hriadele s motormi
VAZ 2108, VAZ 2109
Kľukový mechanizmus (CSM) premieňa priamočiary vratný pohyb piestov, ktoré vnímajú tlak plynu, na rotačný pohyb kľukového hriadeľa.
Zariadenie KShM možno rozdeliť do dvoch skupín: pohyblivé a .
|
spojovacia tyč otočne spája piest s kľukou kľukového hriadeľa. Prijíma z piestu a prenáša tlakovú silu plynu na kľukový hriadeľ pri silovom zdvihu, zabezpečuje pohyb piestov pri pomocných zdvihoch. Ojnica pracuje v podmienkach významného zaťaženia pôsobiaceho pozdĺž jej pozdĺžnej osi. Spojovacia tyč pozostáva z horná hlava, v ktorej je hladký otvor pre ložisko piestneho čapu; tyč s I-profilom a spodná hlava s deleným otvorom na montáž s kľukovým čapom kľukového hriadeľa. Spodný kryt hlavy je zaistený skrutkami ojnice. Ojnica je vyrobená lisovaním za tepla z kvalitnej ocele. Pre podrobnejšie štúdium bola vytvorená sekcia "". |
|
Na mazanie ložiska piestneho čapu (bronzové puzdro) je v hornej hlave ojnice otvor alebo štrbiny. V motoroch YaMZ je ložisko mazané pod tlakom, pre ktoré je v ojnici olejový kanál. Deliaca rovina spodnej hlavy ojnice môže byť umiestnená v rôznych uhloch k pozdĺžnej osi ojnice. Najbežnejšie sú ojnice s konektorom kolmým na os ojnice V motoroch YaMZ s väčším priemerom ako je priemer valca, veľkosťou spodnej hlavy ojnice sa vyrába šikmá spojka spodnej hlavy. pretože s priamym konektorom je montáž ojnice cez valec počas montáže motora nemožná. Na prívod oleja do stien valca je na spodnej hlave ojnice otvor. Aby sa znížilo trenie a opotrebovanie, sú inštalované v spodných hlavách spojovacích tyčí.klzné ložiská, pozostávajúce z dvoch vymeniteľných vložiek (horná a spodná).
Slúchadlá sú vyrobené z oceľovej profilovanej pásky s hrúbkou 1,3-1,6 mm pre karburátorové motory a 2-3,6 mm pre dieselové motory. Na pásku je nanesená antifrikčná zliatina s hrúbkou 0,25-0,4 mm - hliníková zliatina s vysokým obsahom cínu (pre karburátorové motory). Dieselové motory KamAZ používajú trojvrstvové vložky plnené oloveným bronzom. Ložiská ojnice sú inštalované v spodnej hlave ojnice s presahom 0,03-0,04 mm. Z axiálneho miešania a otáčania sú vložky držané vo svojich objímkach anténami, ktoré zapadajú do drážok, ktoré by pri montáži ojnice a uzáveru mali byť umiestnené na jednej strane ojnice.
2. Poruchy kľukového hriadeľa motora
Kľukový mechanizmus je mechanizmus, ktorý vykonáva pracovný proces pohonnej jednotky. Hlavný účel kľukový mechanizmus- premena vratného pohybu všetkých piestov na rotačný pohyb kľukového hriadeľa.
Kľukový mechanizmus určuje typ pohonnej jednotky usporiadaním valcov. V automobilových motoroch (pozri konštrukciu motora automobilu) sa používajú rôzne možnosti kľukových mechanizmov:
Komponenty kľukového mechanizmu sú rozdelené na
Okrem toho kľukový mechanizmus obsahuje rôzne upevňovacie prvky, ako aj ojnicu a montážne ložiská.
Pri zvažovaní konštrukcie kľukového hriadeľa je potrebné vyzdvihnúť hlavné prvky jeho konštrukcie: kľukový hriadeľ, hlavný čap, ojničný čap, ojnice, vložky, piestne krúžky (stierka oleja a kompresné krúžky), čapy a piesty (pozri piest prevádzka).
Komplexná konštrukcia hriadeľa zabezpečuje príjem a prenos energie z piestu a ojnice na nadväzujúce komponenty a zostavy. Samotný hriadeľ je zostavený z prvkov nazývaných kolená. Kolená sú spojené valcami, ktoré sú v určitom poradí posunuté vzhľadom na hlavnú stredovú os. V odbornom jazyku je názov týchto valcov krk. Tie čapy, ktoré sú posunuté, sú pripevnené k ojniciam, odtiaľ názov - ojnice. Krčky umiestnené pozdĺž hlavnej osi sú stoličky. Vďaka usporiadaniu ojničných čapov s presadením voči stredovej osi je vytvorená páka. Piest pohybujúci sa nadol spôsobuje otáčanie kľukového hriadeľa cez ojnicu.
Možnosti konštrukcie hriadeľa sú znázornené na nasledujúcom obrázku.
Podľa počtu valcov, ako aj konštrukčných riešení spaľovacieho motora podľa usporiadania valcov môže byť jednoradový alebo dvojradový.
V prvom prípade (1) sú valce umiestnené v rovnakej rovine vzhľadom na kľukový hriadeľ. Presnejšie povedané, všetky sú umiestnené vertikálne na motore pozdĺž stredovej osi a samotný hriadeľ je umiestnený v spodnej časti. V dvojradovom motore (položky 2 a 3) sú valce umiestnené v dvoch radoch pod uhlom 60, 90 alebo 180°, to znamená oproti sebe. Vynára sa otázka: "Prečo?" Obráťme sa na fyziku. Energia zo spaľovania pracovnej zmesi je veľmi veľká a významný podiel jej splácania pripadá na hlavné čapy kľukového hriadeľa, ktoré, aj keď sú železo, majú určitú rezervu pevnosti a životnosti. Vo štvorvalcovom motore automobilu je tento problém vyriešený jednoducho: 4 valce - 4 zdvihy pracovného cyklu v poradí. Vďaka tomu je zaťaženie kľukového hriadeľa rovnomerne rozložené vo všetkých oblastiach. V tých spaľovacích motoroch, kde je viac valcov alebo je potrebný väčší výkon, sú umiestnené do tvaru „V“, čím sa ešte viac zmierňuje zaťaženie kľukového hriadeľa. Energia sa teda neabsorbuje vertikálne, ale pod uhlom, čo výrazne zmierňuje zaťaženie kľukového hriadeľa.
Po krátkom preskúmaní konštrukcie kľukového hriadeľa je potrebné venovať pozornosť aj kľukovému hriadeľu. Keď už hovoríme o zaťažení kľukového hriadeľa, stojí za to zamerať sa na ložiská čapov kľukového hriadeľa. Zvážte pripojenie ojnice ku kľukovému hriadeľu motora.
Preťaženia, ktoré hriadeľ zažíva, sú nad pevnosťou guľôčkových ložísk. Je tu obrovský tlak, vysoká teplota, nedostupnosť mazania trecích prvkov a vysoká rýchlosť otáčania. Preto sú pre čapy použité klzné ložiská, ktoré zabezpečujú chod celého motora. Kľukový hriadeľ sa otáča na ložiskách. Ložiská sa delia na hlavné a ojničné. Hlavné ložiská tvoria krúžok okolo hlavných čapov hriadeľa. Z ojničných ložísk, analogicky - okolo ojničných čapov. Na zníženie trenia sú klzné plochy ložísk a čapov mazané olejom dodávaným cez otvory v kľukovom hriadeli pod vysokým tlakom.
Významnú prácu na zabezpečení rovnomernosti a plynulého chodu motora automobilu vykonáva zotrvačník, ktorý bol spomenutý vyššie. Toto ozubené koleso na konci hriadeľa vyhladzuje prerušenia otáčania kľukového hriadeľa a zabezpečuje ukončenie všetkých „voľnobežných“ zdvihov pracovného cyklu každého valca spaľovacieho motora.
Teraz sa pozrime na konštrukciu piestu motora.
Samotný piest je plechovka otočená hore dnom. Toto samotné dno má hladko konkávny tvar, ktorý zlepšuje rovnomernosť zaťaženia piestu počas pracovného zdvihu a tvorby pracovnej zmesi. Piest je pripevnený k ojnici cez čap s ložiskom, ktoré zabezpečuje oscilačné pohyby ojnice. Steny piestu sa nazývajú „sukňa“. Na prvý pohľad má zaoblený tvar, no sú tu jemné rozdiely.
Prvým je zhrubnutie stien obruby v smeroch pohybu ojnice. Piest a ojnica sa striedavo tlačia na seba cez montážny kolík v rovnakej rovine. V tom, ktorý skutočne pohybuje ojnicou voči piestu. V dôsledku toho sú steny piestu vystavené väčšiemu zaťaženiu a tlaku, a preto sú vyrobené hrubšie.
Druhým je zúženie priemeru sukne smerom dole. Toto bolo urobené, aby sa zabránilo zaseknutiu piestu vo valci pri zahrievaní a aby sa zabezpečilo mazanie trecích plôch plášťa piestu a steny valca. Steny samotného valca sú také hladké a nádherne vyrobené, že sú porovnateľné s povrchom zrkadla. Potom však zostáva medzera, ktorá výrazne ovplyvňuje tesnosť valca počas kompresného zdvihu a výkonového zdvihu.
Na vyriešenie týchto opačných problémov sú na plášti piestu krúžky. Prostredníctvom nich sa samotný piest dostáva do kontaktu so stenami valca. Každý piest má dva typy krúžkov – kompresný a olejový. Comp-res-si-on krúžky zaisťujú tesnosť vplyvom tlaku spaľovaných plynov.
Krúžky na stieranie oleja hovoria samy za seba. Zvyšky oleja dodávaného na zmiernenie trenia v spojení piest-valec by nemali zostať počas spaľovania zmesi paliva a vzduchu. V opačnom prípade je možný výbuch alebo upchatie zapaľovacích sviečok alebo vstrekovačov zvyškami ťažkých frakcií ropných produktov prítomných v oleji. A to všetko narúša celý pracovný kolobeh. Preto je olej vstrekovaný na steny valca počas „voľnobežných“ zdvihov odstraňovaný olejovými stieracími krúžkami počas pracovného zdvihu piestu.
Všetky valce motora sú umiestnené v jednom kryte nazývanom blok motora. Jeho dizajn je pomerne zložitý. Obsahuje veľké množstvo priechodov pre všetky systémy motora a slúži aj ako nosná základňa pre mnohé diely a komponenty pre elektráreň ako celok.
Zoberme si operačný diagram kľukového hriadeľa.
Piest je umiestnený v maximálnej vzdialenosti od kľukového hriadeľa. Ojnica a kľuka sú zarovnané v jednej línii. Vo chvíli, keď palivo vstúpi do valca, nastáva proces spaľovania. Produkty spaľovania, najmä expandujúce plyny, pomáhajú posúvať piest smerom ku kľukovému hriadeľu. Zároveň sa pohybuje aj ojnica, ktorej spodná hlava otáča kľukový hriadeľ o 180°. Potom sa ojnica a jej spodná hlava posunú a otočia späť do pôvodnej polohy. Piest sa tiež vráti do svojej pôvodnej polohy. Tento proces prebieha v kruhovom poradí.
Z popisu činnosti kľukového hriadeľa je zrejmé, že kľukový mechanizmus je hlavným mechanizmom motora, od ktorého činnosti úplne závisí prevádzkyschopnosť dopravného vozidla. Preto musí byť táto jednotka neustále monitorovaná a ak existuje podozrenie na poruchu, mali by ste zasiahnuť a okamžite ju opraviť, pretože rôzne poruchy kľukového mechanizmu môžu mať za následok úplnú poruchu pohonnej jednotky, ktorej oprava je veľmi drahý.
Medzi hlavné príznaky poruchy kľukového hriadeľa patria:
Zvuky a klepanie v motore vznikajú v dôsledku opotrebovania jeho hlavných komponentov a vzhľadu zväčšenej medzery medzi protiľahlými komponentmi. Pri opotrebovaní valca a piestu, ako aj pri väčšej medzere medzi nimi sa objavuje kovové klepanie, ktoré je zreteľne počuť pri studenom motore. Ostré a hlasné kovové klepanie pri akomkoľvek prevádzkovom režime motora naznačuje zväčšenú medzeru medzi puzdrom, hornou hlavou ojnice a piestnym čapom. Zvýšené klepanie a hluk s rýchlym zvýšením otáčok kľukového hriadeľa indikuje opotrebovanie ojnice alebo panvy hlavných ložísk a tupé klepanie zase opotrebenie panvy hlavných ložísk. Ak je opotrebovanie vložiek dostatočne veľké, potom s najväčšou pravdepodobnosťou tlak oleja prudko klesne. V tomto prípade sa extrúzia motora neodporúča.
Pokles výkonu k poškodeniu motora dochádza pri opotrebovaní valcov a piestov, opotrebovaní piestnych krúžkov alebo ich uviaznutia v drážkach alebo nesprávneho utiahnutia hlavy valcov. Takéto poruchy prispievajú k poklesu kompresie vo valci. Na kontrolu kompresie je k dispozícii špeciálne zariadenie - meranie kompresie sa musí vykonať na teplom motore. Aby ste to dosiahli, musíte odskrutkovať všetky zapaľovacie sviečky a potom na miesto jednej z nich namontovať hrot merača kompresie. Pri úplne otvorenej škrtiacej klapke pretáčajte motor štartérom na tri sekundy. Pomocou podobnej metódy sa postupne kontrolujú všetky ostatné valce. Hodnota kompresie musí byť v rámci limitov špecifikovaných v technických špecifikáciách motora. Kompresný rozdiel medzi valcami by nemal byť vyšší ako 1 kg/cm2.
Zvýšená spotreba oleja, nadmerná spotreba paliva a tvorba dymu vo výfukových plynoch sa zvyčajne vyskytuje pri opotrebovaní valcov a krúžkov alebo pri zaseknutí piestnych krúžkov. Problém s polohou krúžku je možné vyriešiť bez demontáže motora naliatím vhodnej kvapaliny do valca cez špeciálne otvory pre zapaľovaciu sviečku.
Uhlíkové usadeniny na spaľovacích komorách a hlavách piestov znižuje vodivosť tepla a vody, čo prispieva k prehrievaniu motora, zvýšenej spotrebe paliva a poklesu výkonu.
Trhliny na stenách chladiaceho plášťa bloku, ako aj hlavy valcov, sa môže vytvoriť v dôsledku zamrznutia chladiacej kvapaliny v dôsledku prehriatia motora v dôsledku naplnenia chladiaceho systému (pozri chladiaci systém motora) horúceho motora so studenou chladiacou kvapalinou. Trhliny v bloku valcov môžu spôsobiť presakovanie chladiacej kvapaliny do valcov. Výsledkom je, že výfukové plyny sú biele.
Hlavné poruchy kľukového hriadeľa sú uvedené vyššie.
Upevňovacie práce
Aby ste zabránili prechodu chladiacej kvapaliny a plynov cez tesnenie hlavy valcov, mali by ste pravidelne kontrolovať upevnenie hlavy pomocou kľúča so špeciálnou rukoväťou krútiaceho momentu s určitým poradím a silou. Poloha utiahnutia a postupnosť utiahnutia matíc označujú automobilové závody.
Liatinová hlava valca je pripevnená, keď je motor v horúcej polohe, naopak hliníková hlava je pripevnená k studenému motoru. Potreba utiahnutia upevnenia hliníkových hláv v studenom stave sa vysvetľuje rozdielnym koeficientom lineárnej rozťažnosti materiálu čapov a skrutiek a materiálu hlavy. V tomto ohľade uťahovanie matíc na veľmi horúcom motore nezabezpečuje správnu tesnosť nasadenia na blok hlavy valcov po ochladení motora.
Kontroluje sa aj utiahnutie skrutiek upevnenia kľukovej skrine, aby sa zabránilo deformácii a netesnostiam kľukovej skrine v súlade s postupnosťou, to znamená striedavým doťahovaním diametrálne protiľahlých skrutiek.
Kontrola stavu kľukového mechanizmu
Technický stav kľukových mechanizmov je určený:
Spotreba oleja v mierne opotrebovanom motore je zanedbateľný a môže sa rovnať 0,1-0,25 litra na 100 km. Pri všeobecnom výraznom opotrebovaní motora môže byť spotreba oleja 1 liter na 100 km alebo viac, čo je spravidla sprevádzané veľkým množstvom dymu.
Tlak v olejovom systéme motor musí spĺňať limity stanovené pre daný typ motora a druh použitého oleja. Zníženie tlaku oleja pri nízkych otáčkach kľukového hriadeľa zahriatej pohonnej jednotky naznačuje poruchu v mazacom systéme alebo prítomnosť neprijateľného opotrebovania ložísk motora. Pokles tlaku oleja na manometri na 0 znamená poruchu pretlakového ventilu alebo manometra.
Kompresia je indikátorom tesnosti valcov motora a charakterizuje stav ventilov, valcov a piestov. Tesnosť valcov sa dá určiť pomocou kompresného merača. Zmena tlaku (stlačenia) sa kontroluje po predhriatí motora na 80°C s odmontovanými zapaľovacími sviečkami. Po nainštalovaní špičky merača kompresie do otvorov pre zapaľovacie sviečky otočte kľukový hriadeľ motora o 10 - 14 otáčok pomocou štartéra a zaznamenajte hodnoty merača kompresie. Kontrola sa vykonáva 3-krát pre každý valec. Ak sú hodnoty kompresie 30 - 40% pod stanovenou normou, znamená to poruchu (spálenie piestnych krúžkov alebo ich zlomenie, poškodenie tesnenia hlavy valcov alebo netesnosť ventilov).
Podtlak v sacom potrubí motor sa meria vákuomerom. Hodnota vákua pre motory pracujúce v ustálenom stave sa môže líšiť od opotrebovania skupiny valec-piest, ako aj od stavu prvkov distribúcie plynu (pozri mechanizmus distribúcie plynu), nastavenia karburátora (pozri štruktúru karburátora) a zapaľovacích zariadení. Táto metóda overovania je teda všeobecná a neumožňuje identifikovať konkrétnu poruchu na základe jedného indikátora.
Objem plynov prenikajúcich do kľukovej skrine motora, sa mení v dôsledku uvoľnenosti rozhraní valec + piest + piestny krúžok, ktorá sa zvyšuje so stupňom opotrebovania týchto častí. Množstvo prenikajúcich plynov sa meria pri plnom zaťažení motora.
Údržba kľukového hriadeľa pozostáva z neustáleho sledovania upevňovacích prvkov a uťahovania uvoľnených matíc a skrutiek kľukovej skrine, ako aj hlavy valcov. Upevňovacie skrutky hlavy valcov a skrutkové matice by mali byť utiahnuté na teplom motore v určitom poradí.
Motor by sa mal udržiavať v čistote, každý deň ho utierať alebo umývať kefou namočenou v petroleji a potom utrieť suchou handričkou. Je potrebné mať na pamäti, že nečistoty nasiaknuté olejom a benzínom predstavujú vážne nebezpečenstvo požiaru, ak dôjde k poruchám v systéme zapaľovania motora a napájacieho systému motora, a tiež prispieva k tvorbe korózie.
Pravidelne musíte demontovať hlavu valca a odstrániť všetky karbónové usadeniny, ktoré sa vytvorili v spaľovacích komorách.
Uhlíkové usadeniny nevedú dobre teplo. Pri určitej úrovni karbónových usadenín na ventiloch a piestoch sa výrazne zhoršuje prenos tepla do chladiacej kvapaliny, motor sa prehrieva a indikátory jeho výkonu sa znižujú. V tomto smere je potrebné častejšie zaraďovať nízke prevodové stupne a zvyšuje sa potreba paliva. Intenzita tvorby sadzí úplne závisí od typu a kvality oleja a paliva používaného v motore. K najintenzívnejšej tvorbe uhlíka dochádza pri použití nízkooktánového benzínu s dostatočne vysokým bodom varu. Klepanie, ktoré sa v tomto prípade vyskytuje počas prevádzky motora, má detonačný charakter a v konečnom dôsledku vedie k zníženiu životnosti motora.
Uhlíkové usadeniny musia byť odstránené zo spaľovacích komôr, z driekov a hláv ventilov, zo vstupných kanálov bloku valcov a z hláv piestov. Uhlíkové usadeniny sa odporúča odstrániť pomocou drôtených kief alebo kovových škrabiek. Uhlíkové usadeniny sa najskôr zmäkčia petrolejom.
Pri následnej montáži motora je potrebné tesnenie hlavy namontovať tak, aby strana tesnenia, na ktorej je priebežné lemovanie prepojok medzi okrajmi otvorov pre spaľovacie komory, smerovala k hlave bloku.
Za zváženie stojí, že pri jazde autom mimo mesta 60 minút rýchlosťou 65-80 km/h dochádza k spáleniu (vyčisteniu) valcov od karbónových usadenín.
Pri správnej pravidelnej údržbe kľukového hriadeľa sa jeho životnosť predĺži na mnoho rokov.
