Что является направляющей для поршня при его перемещениях в двигателе
Направляющие присоединяются к головке поршня как в двухтактных, так и в четырехтактных дизелях, однако назначение их в обоих случаях различно. В мощных двигателях крейцкопфного типа с прямоточной схемой продувки короткая направляющая служит для стабилизации положения поршня внутри цилиндровой втулки. Она изготавливается из чугуна, обычно несколько большего диаметра, чем головка поршня. Это исключает возможность контакта стальной головки поршня с поверхностью зеркала цилиндра при любом радиальном смещении поршня, и таким образом предохраняет втулку от задиров и заедания. По окружности направляющей может быть завальцован слегка выступающий антифрикционный поясок из мягкой бронзы, подвергающийся максимальному износу в процессе приработки. При необходимости этот поясок заменяется.
В двухтактных дизелях с петлевой или поперечной схемой продувки необходима более длинная направляющая, которая перекрывает продувочные и выхлопные окна при положениях поршня вблизи ВМТ.
В двигателях с поршнями тронкового типа в направляющей (тронке) монтируется поршневой палец, который передает усилие от давления горячих газов на поршень к верхней головке шатуна. Ввиду отсутствия крейцкопфного устройства, тронк играет роль ползуна и передает боковое усилие шатуна на стенки цилиндровой втулки. Поэтому тронк нуждается в смазке и на нем может быть установлено маслосъемное кольцо.
Тронки четырехтактных дизелей изготавливаются из алюминиевых сплавов или чугуна. Бобышки поршневого пальца создают несимметричное распределение масс металла в тронке, что приводит к неравномерному термическому расширению его при нагревании поршня. Чтобы обеспечить точную круглую форму тронка при высоких рабочих температурах в цилиндре, в процессе механической обработки в холодном состоянии ему придают слегка овальную форму.
Шток поршня
Основной связью, осуществляющей передачу усилий от давления газов на поршень на механизм движения, является шток поршня. Длина штока зависит от длины хода поршня и его конструкции. Шток изготавливается из стальной поковки и имеет круглое сечение, обеспечивающее необходимую прочность и жесткость. В верхней части имеется фланец, на котором крепится головка поршня и направляющая. Нижний конец присоединяется к крейцкопфу при помощи фланца или хвостовика с гайкой.
Поршневой шток проходит сквозь сальник диафрагмы и должен иметь гладкую рабочую поверхность для плотного контакта с уплотнительными сегментами сальника.
Для масло-охлаждаемых поршней масло подается к головке поршня через центральный канал в штоке. Возврат масла осуществляется по трубе, концентрически установленной в этом канале.
Кривошипно-шатунный механизм
Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.
Тест «Кривошипно-шатунный механизм» для проверки знаний студентов по профессии 23.01.03 Автомеханик, 1 курс. Тестирование — это более мягкий инструмент, они ставят всех обучающихся в равные условия, используя единую процедуру и единые критерии оценки, что приводит к снижению предэкзаменационных нервных напряжений.
Система оценки: 5 балльная
Список вопросов теста
Вопрос 1
Какие детали КШМ относятся к неподвижной группе?
Варианты ответов
- блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, маховик
- блок цилиндров, картер, крышка блок-картера. коленвал, гильза цилиндров
- блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, гильза цилиндров, прокладка блок-картера
Вопрос 2
Из каких материалов изготавливают блок-картер современного двигателя?
Варианты ответов
- из легированной стали
- из бронзы или латуни
- из чугуна или алюминиевых сплавов
Вопрос 3
Чем закрывается блок-картер двигателя сверху и снизу?
Варианты ответов
- сверху и снизу специальными кожухами
- сверху крышкой цилиндров, снизу кожухом маховика
- сверху крышкой цилиндров, снизу поддоном картера
Вопрос 4
Как закрывается блок цилиндров на двигателе КамАЗ-740 сверху?
Варианты ответов
- двумя головками из чугуна
- каждый цилиндр отдельной головкой из алюминиевого сплава
- двумя головками из алюминиевого сплава
Вопрос 5
Какие детали КШМ относятся к подвижной группе?
Варианты ответов
- коленвал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, коренные подшипники
- коленвал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, шатунные подшипники
- коленвал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, поддон картера
Вопрос 6
Что является направляющей для поршня при его перемещениях в двигателе?
Варианты ответов
- блок-картер
- гильза цилиндра
- коленвал
Вопрос 7
Что называется зеркалом цилиндра?
Варианты ответов
- установочные пояски гильзы
- внутреннюю поверхность гильзы цилиндров
- наружную поверхность гильзы цилиндров
Вопрос 8
Что означает выражение: «На двигателе установлены мокрые гильзы?»
Варианты ответов
- гильза, внутренняя поверхность которой смазывается маслом
- гильза, наружная поверхность которой омывается охлаждающей жидкостью
- гильза, которая охлаждается воздухом
Вопрос 9
Что такое камера сгорания?
Варианты ответов
- объем между днищем поршня и головкой цилиндра, когда поршень находится в ВМТ
- весь объем расположенный под поршнем
- объем в котором происходят рабочие процессы двигателя
Вопрос 10
Сколько головок цилиндров имеет двигатель ЗИЛ-508?
Варианты ответов
- 8 головок
- 4 головки
- 2 головки
Вопрос 11
Как затягивают болты или шпильки крепления головок цилиндров?
Варианты ответов
- в такой последовательности как работает двигатель с применением удлинителя ключа
- затяжку проводят прилагая к ключу как можно большее усилие
- затяжку проводят равномерно в определенной последовательности в 2-3 приема, с определенным усилием
Вопрос 12
Почему головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку?
Варианты ответов
- для удобства установки компрессионных и маслосъемных колец
- для равномерного распределения давления газов на поршень
- для предотвращения заклинивания поршня при нагреве его во время работы
Вопрос 13
Из какого материала изготавливают поршни?
Варианты ответов
- из бронзового сплава
- из алюминиевого сплава
- из титана
Вопрос 14
Каким способом фиксируется поршневой палец в поршне?
Варианты ответов
- стопорными кольцами
- стопорными штифтами
- установочными болтами
Вопрос 15
По назначению поршневые кольца делятся на
Варианты ответов
- уплотнительные и маслосъемные
- компрессионные и уплотнительные
- компрессионные и маслосъемные
Вопрос 16
Какое компрессионное кольцо работает в самых тяжелых условиях?
Варианты ответов
- верхнее
- нижнее
- среднее
Вопрос 17
Какая деталь соединяет коленвал двигателя с поршнем?
Варианты ответов
- поршневой палец
- шатун
- шатунный подшипник
Вопрос 18
Сколько шатунов крепится на 1 шатунной шейке коленвала 8-ми цилиндрового V -образного двигателя?
Варианты ответов
Вопрос 19
Рядный четырехцилиндровый двигатель имеет коленвал на котором
Варианты ответов
- 4 коренных и 4 шатунных шеек
- 5 коренных и 4 шатунных шеек
- 4 коренных и 5 шатунных шеек
- 5 коренных и 5 шатунных шеек
Вопрос 20
Для чего предназначена нижняя головка шатуна с крышкой?
Варианты ответов
- для соединения шатуна с поршнем
- для соединения шатуна с коленчатым валом
- для соединения шатуна с поршневым пальцем
Тест №1 «Кривошипно-шатунный механизм»
Целью настоящих тестов является закрепление студентами знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме «Кривошипно-шатунный механизм», входящей в состав МДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик».
Тесты составлены в соответствии с требованиями программы профессионального модуля ПМ.01 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», по профессии 23.01.03 «Автомеханик», 1 курс.
«Кривошипно-шатунный механизм»
1. Какие детали КШМ относятся к неподвижной группе?
а) блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, маховик
б) блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, коленчатый вал, гильза цилиндров
в) блок цилиндров, картер, крышка блок картера, гильза цилиндров, прокладка блок-картера
2. Из каких материалов изготавливают блок-картер современного двигателя?
а) из легированной стали
б) из бронзы или латуни
в) из чугуна или алюминиевых сплавов
3. Чем закрывается блок-картер двигателя сверху и снизу?
а) сверху и снизу специальными кожухами
б) сверху крышкой цилиндров, снизу кожухом маховика
в) сверху крышкой цилиндров, снизу поддоном картера
4. Как закрывается блок цилиндров на двигателе КамАЗ-740 сверху?
а) двумя головками из чугуна
б) каждый цилиндр отдельной головкой из алюминиевого сплава
в) двумя головками из алюминиевого сплава
г) одной головкой из алюминиевого сплава
5. Какие детали КШМ относятся к подвижной группе?
а) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, коренные подшипники
б) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, шатунные подшипники
в) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, поддон картера.
6. Что является направляющей для поршня при его перемещениях в двигателе?
б) гильза цилиндра
в) коленчатый вал
7. Что называют зеркалом цилиндра?
а) установочные пояски гильзы
б) внутреннюю поверхность гильзы цилиндров
в) наружную поверхность гильзы цилиндров.
г) специальное устройство на торце гильзы
8. Что означает выражение: «На двигателе установлены мокрые гильзы?»
а) гильза, внутренняя поверхность которой смазывается маслом б) гильза, наружная поверхность которой омывается охлаждающей жидкостью
в) гильза, которая охлаждается воздухом
9. Что такое камера сгорания?
а) объем между днищем поршня и головкой цилиндра, когда поршень находится в ВМТ
б) весь объем расположенный под поршнем
в) объем, в котором происходят рабочие процессы двигателя.
10. Сколько головок цилиндров имеет двигатель ЗиЛ-508?
11. Как затягивают болты или шпильки крепления головок цилиндров?
а) в такой последовательности как работает двигатель с применением удлинителя ключа
б) затяжку проводят, прилагая к ключу как можно большее усилие
в) затяжку проводят равномерно в определенной последовательности в 2-3 приема, с определенным усилием
12. Почему головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку?
а) для удобства установки компрессионных и маслосъемных колец б) для равномерного распределения давления газов на поршень
в) для предотвращения заклинивания поршня при нагреве его во время работы
13. Из какого материала изготавливают поршни?
а) из бронзового сплава
б) из алюминиевого сплава
14. Каким способом фиксируется поршневой палец в поршне?
а) стопорными кольцами
б) стопорными штифтами
в) установочными болтами
15. По назначению поршневые кольца делятся на:
а) уплотнительные и маслосъемные
б) компрессионные и уплотнительные
в) компрессионные и маслосъемные.
г) уплотнительные и стопорные
16. Какое компрессионное кольцо работает в самых тяжелых условиях?
17. Какая деталь соединяет коленчатый вал двигателя с поршнем?
А поршневой палец
в) шатунный подшипник.
18. Сколько шатунов крепится на 1 шатунной шейке коленчатого вала 8-ми цилиндрового V-образного двигателя?
19. Рядный четырехцилиндровый двигатель имеет коленчатый вал на котором
а) 4коренных и 4шатунных шеек
б) 5коренных и 4шатунных шеек
в) 4коренных и 5шатунных шеек
г) 5коренных и 5шатунных шеек.
20. Для чего предназначена нижняя головка шатуна с крышкой?
а) для соединения шатуна с поршнем
б) для соединения шатуна с коленчатым валом
в) для соединения шатуна с поршневым пальцем.
Критерии оценок тестирования:
Оценка «отлично» 18-20 правильных ответов из 20 предложенных вопросов;
Оценка «хорошо» 14-17 правильных ответов из 20 предложенных вопросов;
Оценка «удовлетворительно» 10-13 правильных ответов из 20 предложенных вопросов;
Оценка неудовлетворительно» 0-9 правильных ответов из 20 предложенных вопросов.
Список литературы
Кузнецов А.С. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: в 2 ч. – учебник для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. — М.: Издательский центр «Академия», 2012.
Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту автомобилей (моторист): учеб. пособие для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013.
Автомеханик / сост. А.А. Ханников. – 2-е изд. – Минск: Современная школа, 2010.
Виноградов В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.М. Виноградов, О.В. Храмцова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012.
Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.В. Петросов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.
Карагодин В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.
Коробейчик А.В. к-68 Ремонт автомобилей / Серия «Библиотека автомобилиста». Ростов н/Д: «Феникс», 2004.
Коробейчик А.В. К-66 Ремонт автомобилей. Практический курс / Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов н/Д: «Феникс», 2004.
Чумаченко Ю.Т., Рассанов Б.Б. Автомобильный практикум: Учебное пособие к выполнению лабораторно-практических работ. Изд. 2-е, доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2003.
Слон Ю.М. С-48 Автомеханик / Серия «Учебники, учебные пособия». – Ростов н/Д: «Феникс», 2003.
Жолобов Л.А., Конаков А.М. Ж-79 Устройство и техническое обслуживание автомобилей категорий «В» и «С» на примере ВАЗ-2110, ЗИЛ-5301 «Бычок». Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002.
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силу давления газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Состоит он из блока цилиндров, картера, поршней с кольцами и пальцами, шатунов, коленчатого вала, подшипников, маховика, головки и крышки головки блока (рис.1).
Рис.1. Детали кривошипно-шатунного механизма:
1 – картер, 2 – блок цилиндров, 3 – гильза, 4 – головка цилиндров, 5 – коленчатый вал, 6 – маховик, 7 – венец, 8 – компрессионные кольца, 9 – маслосъемные кольца, 10 – поршень, 11 – стопорное кольцо, 12 – поршневой палец, 13 – шатун, 14 – болт, 15 – вкладыши, 16 – нижняя крышка шатуна, 17 – гайка, 18 – шплинт.
Отлитый из алюминиевого сплава или серого чугуна, блок цилиндров (рис.1) является базовой деталью двигателя. В нем в виде вставных чугунных гильз установлены цилиндры. Цилиндры выполняют ответственную функцию, так как в них совершается рабочий процесс и одновременно они являются направляющими для поршня. Внутренняя, тщательно обработанная часть цилиндра называется зеркалом, а полость, образованная между наружной стенкой цилиндра и блоком, водяной рубашкой. Гильзы свободно устанавливаются в гнезде блока и уплотняются снизу резиновыми или медными кольцами, а сверху прокладкой головки блока.
Головку цилиндра отливают из алюминиевого сплава (для лучшего теплообмена). В горловине имеются углубления, образующие камеру сгорания, с резьбовыми отверстиями для свечей. Плотность прилегания головки к блоку обеспечивается металлоасбестовой прокладкой.
У двигателей с жидкостным охлаждением стенки камер сгорания окружены рубашкой охлаждения.
Картер является основанием для крепления деталей кривошипно-шатунного и распределительного механизмов, а также для защиты этих деталей от влияния окружающей среды. Стоит он из нижней части (поддон) и верхней, выполненной в одной отливке с блоком. В поперечных перегородках, усиленные ребрами, располагаются коренные подшипники коленчатого вала и сверления для опорных шеек распределительного вала. Между верхним картером и поддоном устанавливается уплотнительная прокладка.
Поршни передают силу давления газов через шатун коленчатому валу и выполняют вспомогательные такты. Верхняя часть поршня называется головкой. По ее окружности проточены канавки, в которые установлены поршневые кольца. Цилиндрическая часть (юбка) служит направляющей частью поршня. Отливают поршень из алюминиевого сплава. Чтобы предотвратить заклинивание поршня, которое возможно при нагреве, в цилиндре устанавливают с небольшим зазором, а на направляющей части делают разрезы. Для предотвращения стука поршней при холодном двигателе направляющую часть (юбку) выполняют в виде эллипса, бо́льший диаметр которого располагается перпендикулярно оси поршневого кольца. Для лучшей приработки и уменьшения износа направляющая часть поршней покрывается тонким слоем олова.
В зависимости от назначения различают компрессионные и маслосъемные поршневые кольца. Компрессионные кольца препятствуют прорыву газов из цилиндра в картер. Маслосъемные удаляют излишки масла со стенок цилиндров. Кольца изготавливают из чугуна или стали. Место разрыва кольца называют замком. На поршнях современных карбюраторных двигателей устанавливают по одному маслосъемному и несколько компрессионных колец, замки которых должны быть направлены в разные стороны.
Поршневой палец – стальной пустотелый валик, соединяющий поршень с шатуном. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами, установленными в специальных канавках бобышек поршня.
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом и передает давление газов при рабочем ходе от поршня к коленчатому валу, а при вспомогательных тактах наоборот. Шатун – это стальной двутавровый стержень с верхней неразъемной и нижней разъемной головками. В верхнюю головку, где установлен палец, впрессована бронзовая втулка. В нижней разъемной головке, охватывающей шейку коленчатого вала, установлены тонкостенные вкладыши. Обе части нижней головки соединяются болтами с гайками, которые шплинтуются.
Коленчатый вал воспринимает усилие, передаваемое от поршней через шатуны, и преобразует его в крутящий момент, который через маховик передается трансмиссии. Коленчатые валы отливаются из легированного чугуна или куются из стали. Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками с противовесами, которые уменьшают на коленчатом валу действие сил инерции. На переднем конце вала крепят распределительную шестерню (или звездочку), шкив привода вентилятора, а в торец – храповик (для пуска двигателя рукояткой). К фланцу заднего конца коленчатого вала крепят маховик. Осевые перемещения коленчатого вала ограничиваются сталебаббитовыми кольцами, установленными в переднем коренном подшипнике. Места выхода вала из картера уплотняют сальниками.
Маховик предназначен для вывода поршней из мертвых точек, повышения плавности вращения коленчатого вала, облегчения пуска двигателя и плавного трогания автомобиля с места.
Изготовляется он из чугуна. На маховик напрессован стальной зубчатый венец, используемый при пуске двигателя стартером.
В процессе эксплуатации автомобиля техническое стояние двигателя постепенно ухудшается, увеличиваются зазоры между сопряженными деталями, что приводит к уменьшению компрессии в цилиндрах, появлению стуков, отложению нагара. При потере компрессии уменьшается мощность двигателя, затрудняется его пуск, появляется голубовато-серый дымок из маслоналивного патрубка, работа двигателя сопровождается «выстрелами» из глушителя и обратными вспышками из карбюратора. Для поддержания кривошипно-шатунного механизма в исправном состоянии необходим технический уход.
Проверку компрессии производят на двигателе, прогретом до 80-95°С. Аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, чтобы можно было проворачивать коленчатый вал не менее чем на 150 об/мин. После прогрева двигателя его останавливают, выворачивают все свечи, открывают полностью воздушную и дроссельную заслонки и в отверстие для свечи вставляют конусный наконечник компрессометра, затем проворачивают коленчатый вал двигателя стартером на 10-15 оборотов и фиксируют максимальное давление в цилиндре. Замер в каждом цилиндре производят по 3 раза и выводят среднюю величину, которая должна быть не менее чем 8 кГ/см 2 . Разница в компрессии различных цилиндров не должна превышать 1 кГ/см 2 .
Значительное отклонение в показаниях компрессометра может быть последствием поломки, износа, залегания или потери упругости колец, повреждения прокладки головки цилиндров, слабой затяжки гаек, крепления головки цилиндров, а также неисправности деталей газораспределительного механизма (неплотное прилегание клапанов). При неправильной или недостаточной затяжке гаек шпилек головки цилиндров нарушается герметичность цилиндров, возможно попадание в них воды, а также повреждение прокладки головки блока. В результате двигатель трудно запускается, неустойчиво работает на малых оборотах холостого хода, а из глушителя выбрасываются капельки воды (на прогретом двигателе). Во избежание этого, перед установкой головки необходимо проверить состояние уплотняющей прокладки. Болты или гайки шпилек, крепящих головку, нужно затягивать в определенном порядке: сначала средние гайки, а затем пару соседних справа и пару соседних слева и так далее, постепенно приближаясь к концам. Затягивать гайки надо постепенно, то есть сначала затянуть все гайки на ½ силы затяжки, затем все гайки на 2/3 силы затяжки и окончательно.
Затяжка гаек крепления головки цилиндров должна производиться на холодном двигателе специальным динамометрическим ключом, позволяющим контролировать усилие затяжки (величина усилия затяжки гаек указывается в заводских инструкциях). Качество крепления головки цилиндров рекомендуется проверять после прогрева и охлаждения двигателя.
Попадающее в цилиндры масло и избыточное топливо сгорают в камере сгорания, образуя слой нагара, который следует удалять. Интенсивность нагарообразования во многом зависит от качества применяемого топлива и масла, а также от условий эксплуатации автомобиля.
Образовавшийся слой нагара уменьшает объем камеры сгорания, ухудшает теплоотвод, вследствие чего двигатель перегревается, теряет мощность, в цилиндрах появляются преждевременные вспышки. Нагар удаляют после снятия головки цилиндров.
Стенки камер сгорания, днища поршней и головки выпускных клапанов, покрытые нагаром, очищают деревянными скребками или металлической щеткой, стараясь не повредить очищаемые поверхности. Перед снятием нагар желательно размягчить керосином.