Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Состоит из поршня, поршневых колец, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала (КВЛ). Основные элементы КШМ четырехтактного ВОД дизельного типа представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 – Основные элементы КШМ

Во время работы двигателя на поршень действует полезная продольная сила и нормальная (перпендикулярно оси цилиндров) силы. В тронковых двигателях нормальная сила прижимает поршень к стенке цилиндра, что при недостаточной смазке в зоне высоких температур вызывает разрушение деталей двигателя. Это ограничивает радиус кривошипа.

Поршневая группа. К ней относятся поршень, поршневые кольца, поршевой палец и детали его крепления. Поршень воспринимает силу давления газов и передает её через шатун на КВЛ. На поршень действуют силы давления газов, силы инерции движущихся масс, температурные нагрузки. Это вызывает геометрическую деформацию поршня, высокие удельные давления на сопрягаемых поверхностях, усиливаются трение и износ при движении. В четырехтактных ВОД поршни цельные, в форсированных ВОД охлаждаемые. Поршень состоит из головки (уплотнительная часть) и тронка (юбки) (направляющая часть). Головка образуется днищем и боковой цилиндрической стенкой. На головке и днище сделаны канавки для уплотнительных и маслосъемных колец. С двух сторон внутри юбки выполнены выемки (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца. Для свободного перемещения поршня предусмотрен рабочий зазор. В процессе работы головка нагревается больше, диаметр её делают меньше диаметра тронка, боковую поверхность делают ступенчатой, овальной – таким образом обеспечивается рабочий зазор. Форма элементов поршня зависит от тактности двигателя, степени форсирования, способа отвода теплоты. Днище воспринимает давление и теплоту горящих газов, формирует нижнюю стенку камеры сгорания. В четырехтактных двигателях (с непосредственным смесеобразованием) днище делается вогнутым, фигурным, сложной формы (если в поршне формируется камера сгорания). Тронк – направляющая часть поршня, передает нормальное усилие на боковую стенку. Выполняется легкой, жесткой, прочной. Это достигается плавным уменьшением толщины от днища к стенкам, применением ребер. Охлаждение происходит через поршневые кольца и тронк (во втулку), или с помощью активного охлаждения (циркуляцией масла по сверлениям через шатун или с помощью форсунки, закрепленной в картере). Поршень и отдельные его части изготовляются из сталей, чугуна, сплавов алюминия, в общем случае может быть цельным или составным.

Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном. На него действуют нагрузка от газовых и инерционных сил, он нагревается воспринимая теплоту поршня и вследствие трения. В общем случае это цилиндрический полый стержень; в случае охлаждаемого поршня, часть сверлений для циркуляции масла делается в пальце. Крепится для предохранения от осевого смещения (может повредить втулку) стопорными кольцами или заглушками. Изготавливается из стали.

Поршневые кольца бывают уплотнительные (на головке поршня) и маслосборные (на тронке). Уплотнительные кольца уплотняют рабочий зазор, отводят теплоту от поршня. Выполняются в виде разрезанных в одном месте определенным образом колец. В ходе работы находятся в сжатом состоянии, разрез позволяет за счет сил упругости прижимать кольца к стенкам, газы в закольцевом пространстве оказывают дополнительное давление. Обычно бывает от 3 до 5 колец. В ВОД используются кольца с прямым и косым замками, конусного, трапециевидного, прямоугольного сечения.

Другое по теме:

Разработка международного маршрута перевозок грузов
В работе разрабатывается международный маршрут для перемещения двух видов груза в экспортном и импортном направлении. В экспортном направлении везется фасованное подсолнечное масло из г. Подольска в г. Шверин (Германия), в импортном направлении из г. Вайльбург (Германия) в г. Видное перев ...

Разработка съемника самолетного ремкомплекта
Цель этой работы состоит в том, чтобы спроектировать винтовой механизм авиационных устройств (съёмник). Назначение передачи винт-гайка – преобразование вращательного движения в поступательное. Передачи обеспечивают большой выигрыш в силе, возможность получения медленного движения, большу ...

Проект таксомоторного АТП на 290 автомобилей
Поддержание автомобилей в технически исправном состоянии в значительной степени зависит от уровня развития условий функционирования производственно-технической базы АТП, представляющих собой совокупность зданий, сооружений, оборудования, оснастки и инструмента, предназначенных для технич ...