Илья Мельников - Грузовые автомобили. Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы

Рулевое управление , нужно для управления ходом движения автомобиля и для изменения направления движения. Рулевым управлением изменяют направление движения автомобиля путем поворота передних колес.

Тормозная система служит для замедления скорости движения и остановки автомобиля, а также удержание автомобиля в неподвижном состоянии длительное время.

Ходовая часть служит для перемещения автомобиля. Вращательное движение ведущих колес при их сцеплении с дорожным покрытием, преобразуется в поступательное движение автомобиля. Ходовая часть автомобиля состоит из рамы, передней и задней осей, соединяемых с рамой подвеской, в которую входят упругие элементы (рессоры, цилиндрические пружины или пневматические баллоны) и амортизаторы. У большинства легковых автомобилей роль рамы выполняет несущий кузов.

Трансмиссия состоит из:

1. сцепления,

2. коробки передач,

3. карданной передачи,

4. ведущего моста (главной передачи, дифференциала и полуосей-приводных валов).

Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля, а также изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по величине и направлению.

Сцепление служит для кратковременного отъединения коробки передач от двигателя, плавного их соединения при трогании автомобиля с места и переключения передач.

Коробка передач предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах, скорости и направления движения автомобиля путем ввода в зацепление различных пар шестерен. Коробка передач позволяет разобщать на длительное время двигатель от ведущих колес и обеспечивать движение автомобиля задним ходом.

Карданная передача передает крутящий момент от коробки передач к главной передаче под изменяющимися углами.

Ведущий мост состоит из механизмов, с помощью которых происходит увеличение вращающего момента и вращение валов передается к ведущим колесам под прямым углом.

Кривошипно-шатунный механизм служит для восприятия давления газов в такте рабочего хода и преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из блока цилиндров, гильз и головок цилиндров с уплотняющей прокладкой, поршней с кольцами и поршневыми пальцами, шатунов, коленчатого вала, коренных и шатунных подшипников, картера и маховика.

Блок цилиндров основная базовая деталь двигателя, внутри которого происходят все процессы рабочего цикла.

Рис. Блоки цилиндров и головки двигателей: а и б – рядных шестицилиндрового и четырехцилиндрового; в – восьмицилиндрового.

1 – головка блока, 2 – водяная рубашка, 3 – камера сгорания. 4 – шпилька, 5 – блоки цилиндров, 6 – цилиндр, 7 – седло клапана, 8 – водяная рубашка, 9 – впускной и выпускной каналы, 10 – клапанная коробка, 11 – коренной подшипник, 12 – картеры, 13 – фланец крепления поддона, 14 – фланец крепления картера моховика, 15 – металлоасбестовая прокладка, 16 – уплотнительные прокладки (кольца), 17 – «мокрая» гильза, 18 – головка блока с верхним расположением клапанов, 19 – крышка распределительных шестерен, 20 – поддон картера, 21 – картер моховика. Кроме того, цилиндр служит для направления движения поршня. Выполняют обычно в одной отливке с картером.

Блок цилиндров – это жесткая моноблочная V – образно изготовленная конструкция, отлитая из легированного серого чугуна. Изготавливается как одно целое с верхней частью картера. Картерное пространство разделено ребрами жесткости с силовым оребрением и низким расположением плоскости разъема верхней половины картера с масляным поддоном на отдельные отсеки, чем достигается высокая жесткость блока.

Гильзой называют отдельно изготовленный цилиндр. Цилиндры рассматриваемых двигателей съемные. Гильзы обычно изготавливают из легированного чугуна с перлитной структурой центробежным литьем и объемно закалены токами высокой частоты, для повышения износостойкости. Внутреннюю поверхность гильз тщательно шлифуют и закаливают. Тщательно обработанная внутренняя поверхность гильзы цилиндра, называется зеркалом . Для увеличения срока службы в верхнюю часть гильз запрессовывают короткие тонкостенные вставки из кислотоупорного чугуна. Благодаря использованию вставных гильз срок службы блок – картера значительно увеличивается. Гильзы свободно вставляются в гнезда блока 5 и уплотняются снизу медными или резиновыми прокладками 16(кольцами), а сверху прокладкой 15 головки блока. При установке гильз в блок цилиндров подбирают комплект медных уплотнительных колец так, чтобы гильза выступала над плоскостью разъема блока на 0,02 – 0,09 мм; этим достигается надежное уплотнение гильз при установке головок цилиндров.

В верхней части блока цилиндра, под углом 90 градусов, расположены два ряда цилиндровых гнезд под вставные «мокрые» гильзы, с привалочными поверхностями под головки цилиндров. Наружная поверхность этих гильз, омывается охлаждающей жидкостью, поэтому гильзы называют «мокрыми».

Интенсивный отвод тепла от гильз цилиндров осуществляется за счет жидкости, которая поступает по протокам, сделанным по всей высоте цилиндров, улучшается охлаждение поршней и поршневых колец. Водяные рубашки блока цилиндров и головок блока сообщаются через специальные отверстия в прилегающих плоскостях, уплотняемых резиновыми кольцами круглого сечения.

Подвод масла к подшипникам коленчатого и распределительного валов, деталям привода механизма газораспределения, фильтру очистки масла, центробежному фильтру и компрессору происходит по системе каналов в картерной части блока цилиндров.

Гнезда под поршневые кольца устанавливаются в строго фиксированном положении. Крышки коренных опор соединены с картерной частью поперечными болтами – стяжками.

Снизу блок цилиндров закрыт поддоном, который служит емкостью для системы смазки двигателя, к переднему торцу блока цилиндров прикреплена крышка, к заднему – картер маховика.

Головки цилиндров отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава. Они имеют водяные полости, сообщающиеся с полостями блока, впускные и выпускные каналы, вставные седла и направляющие втулки клапанов. Используют алюминиевый сплав потому, что он обладает лучшей, чем чугун, теплопроводностью, следовательно, облегчает отвод от головок теплоты. В результате этого улучшаются условия протекания рабочего процесса в цилиндрах двигателя. В головке 18 выполнены камеры сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания. Стенки камер сгорания имеют двойные, полость между которыми образует рубашку охлаждения.

Сверху на головке цилиндров закреплены детали газораспределительного механизма.

Во впускные и выпускные каналы 9 отливки головки запрессованы вставные седла 7 и направляющие втулки клапанов.

Метоллоасбестовая прокладка 15 между блоком и головкой цилиндров создает герметичность. Крепят головку к блоку болтами или шпильками 4 с гайками.

Головка цилиндров сверху закрыта штампованной или литой крышкой, для уплотнения между ними ставят прокладку из маслостойкой резины. Формованные резиновые прокладки уплотняют перепускные отверстия для воды и масла, а также стык головки с блоком по контуру.

Со стороны привалочной плоскости каждой головки выполнены два отверстия, в которые при сборке двигателя входят запрессованные в блок фиксирующие штифты. Каждая головка крепится к блоку цилиндров четырьмя болтами. Отверстия под болты выполнены в специальных бобышках, сделанных в боковых стенках водяной рубашки.

Рис. Детали шатунно – поршневой группы 1 – компрессионные кольца. 2 – маслосъемное кольцо, 3 – поршень, 4 – поршневой палец, 5 – стопорное кольцо, 6 – шатун, 7 – болт, 8 – тонкостенные вкладыши, 9 – крышка нижней головки шатуна,10 – гайка, 11 – шплинт, а – выступ вкладыша.

Поршень воспринимает при рабочем ходе нагрузки от давления газов и передает их через шатун коленчатому валу, а также совершает вспомогательные такты (впуск, сжатие, выпуск). В двухтактном двигателе выполняет функции клапанов при протекании всех вспомогательных тактов. Поршень движется с большой скоростью внутри цилиндра и подвергается действию высоких температур и давлений. Изготавливают поршень из легкого, но прочного алюминиевого сплава, обладающего малой плотностью и хорошей теплопроводностью.

Поршень состоит из головки и юбки. Головкой называется верхняя часть поршня, снизу она усилена ребрами. По окружности поршня расположены канавки для установки поршневых колец. Верхняя канавка, наиболее нагруженная, имеет вставку из жаропрочного чугуна. Юбка – это направляющая часть поршня. На ее поверхность нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки поршня к гильзе и уменьшает износ. Юбка снабжена приливами с отверстиями, в которые вставляют поршневой палец 4. Юбку выполняют в виде эллипса, большая ось которого расположена перпендикулярно оси поршневого пальца. Такая форма юбки предотвращает стук при холодном двигателе и заедание за счет округления юбки при нагреве.