Лабораторная работа КШМ и газораспределительный механизмы

Лабораторная работа : «Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы»

Цель работы: изучить кривошипно-шатунный и газораспределительный механизм автотракторных двигателей.

Материальное обеспечение: разрезы двигателей Д-240, А-41, ЗИЛ-130, отдельные сборочные единицы, детали механизмов двигателей, макеты и плакаты. Двигатель ВАЗ-2112 (21124) 16-клапанный, переднеприводной в сборе со сцеплением и коробкой передач (агрегаты в разрезе). Дизельный двигатель легкового автомобиля с навесным оборудованием с сборе со сцеплением и коробкой передач (агрегаты в разрезе).

Содержание работы:

Назначение кривошипно-шатунного механизма: детали, конструкция, взаимодействие деталей. Условия работы и материал деталей кривошипно-шатунного механизма дизеля Д-240, А-41, карбюраторного двигателя ЗИЛ-130.

Назначение и конструкция основных деталей двигателей: Д-240, ЗИЛ-130, А-41: блок-картера, головки цилиндров, коленчатого вала, шатуна, поршня, маховика и расположение на нем меток.

Взаимодействие и условия работы, устройство, материал деталей механизма газораспределения, конструкция и расположение привода механизма и назначение меток на распределительных шестерных, диаграмму фаз газораспределения двигателей Д-240, А-41, ЗИЛ-130.

Регулировки в механизмах газораспределения.

Последовательность регулирования зазора в клапанах двигателей Д-240,ЗИЛ-130. Назначение и действие декомпрессионного механизма двигателей А-41, СМД-14.

Характерные неисправности кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения и влияние их на работу двигателя, с техническим обслуживанием этих механизмов.

Кривошипно-шатунный механизм (кшм).

1.Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Кривошипно-шатунный механизм:

1 - болт маховика; 2 - болт сцепления; 3 - маховик; 4 - венец маховика; 5 - маслосъемные кольца; 6 - компрессионные кольца; 7 - поршень; 8 - втулка головки шатуна; 9 - поршневой палец; 10 - стопорное кольцо; 11 - вкладыш коренного подшипника; 12- упорное полукольцо; 13 - вкладыш шатунного подшипника; 14 - коленчатый вал; 15 - противовес; 16 -крышка шатуна; 17-шатунный болт; 18 - шатун; 19 - болт коленчатого вала; 20- шкив; 21 - шестерня привода масляного насоса; 22 -шестерня.

Основные детали кривошипно-шатунного механизма : коленчатый вал 14, поршни 7, шатуны 18, поршневые пальцы 9 и кольца, коренные и шатунные вкладыши подшипников, маховик 3.

2.Назначение и конструкция основных деталей КШМ

Коленчатый вал- полноопорный, стальной, с четырьмя шатунными и пятью коренными шейками, подвергнутыми поверхностной закалке токами высокой частоты. На первой, четвертой, пятой и восьмой шейках вала укреплены съемные противовесы 15, благодаря которым уменьшаются воздействия центробежных сил от неуравновешенных масс кривошипов и снижаются износы коренных подшипников. Шатунные шейки вала полые; в их полостях, закрытых заглушками, происходит центробежная очистка масла, поступающего от коренных шеек по наклонным каналам в щеках.

На переднем конце коленчатого вала установлены шестерни 22 привода шестерен распределения; шестерня 21 привода масляного насоса; шкив 20 клиноременного привода водяного насоса, вентилятора и генератора; на заднем фланце - маховик 3 с зубчатым венцом 4. Осевое перемещение коленчатого вала ограничивают упорные полукольца 12 из алюминиевого сплава, установленные по обе стороны пятого коренного подшипника. Упорные полукольца фиксируются от проворачивания выступами, входящими в фрезерованные канавки в крышке подшипника.

Шатуны стальные двутаврового сечения, штампованные. В верхнюю головку шатуна запрессована биметаллическая втулка 8. Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна и втулке предусмотрены отверстия. Нижняя головка шатуна разъемная, расточенная для установки шатунных вкладышей. Осевое смещение вкладышей ограничивают выштампованные усики, входящие в фрезерованные прорези в расточках шатуна и крышки. Крышка 16 присоединена к шатуну болтами 17.

Поршни изготовлены из алюминиевого сплава. На боковой поверхности поршня сделано три канавки под компрессионные 6 и две канавки под маслосъемные 5 кольца. В канавках под кольца просверлены отверстия для отвода масла, снимаемого кольцами со стенок гильзы цилиндров. В днище поршня сделана камера сгорания шатровой формы. В бобышках поршня расточены отверстия под поршневой палец 9 и канавки под стопорные кольца 10.

Поршневые пальцы плавающего типа, полые, изготовлены из хромоникелевой стали. Осевое перемещение пальца в бобышках поршня ограничивается плоскими стопорными кольцами.

Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна. На каждом поршне установлено три компрессионных кольца 6 (верхнее - хромированное по наружной поверхности, нижние - конусного типа) и четыре маслосъемных 5 (по два в канавке) скребкового типа.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников (11 и 13) изготовлены из сталеалюминиевой биметаллической полосы. Отверстия в верхних половинках коренных вкладышей совпадают с маслоподводяшими каналами в блоке. В первой, третьей и пятой верхних половинках вкладышей, кроме того, сделаны отверстия для отвода масла от коренных подшипников к опорным шейкам распределительного вала.

Маховик отлит из серого чугуна в виде массивного диска, прикреплен к фланцу коленчатого вала шестью болтами 1 и зафиксирован двумя установочными штифтами. На маховик напрессован зубчатый венец 4, в зацепление с которым входит шестерня включения редуктора пускового двигателя или шестерня включения стартера. Для проверки и установки угла опережения впрыска топлива в маховике просверлено отверстие (метка).

Кривошипно-шатунный механизм не требует в процессе эксплуатации специального технического обслуживания. Для обеспечения длительной работы деталей кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы необходимо выполнять рекомендации по смазке и пуску дизеля. Особенно тщательно нужно выполнять операции по обслуживанию воздухоочистителя, так как качественная очистка всасываемого в цилиндры воздуха является одним из главных условий длительной работы поршневых колец, гильз и поршней дизеля.

Назначение сборочной единицы (кривошипно-шатунного механизма двигателя Д-240)

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

Во время работы двигателя на детали кривошипно-шатунного механизма действуют давление газов, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, инерции неуравновешенных вращающихся масс, тяжести и трения. Все эти силы, за исключением силы тяжести, изменяют значение и направление рассматриваемых величин в зависимости от угла поворота коленчатого вала и процессов, происходящих в цилиндре двигателя.

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

Во время работы двигателя на детали кривошипно-шатунного механизма действуют давление газов, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, инерции неуравновешенных вращающихся масс, тяжести и трения. Все эти силы, за исключением силы тяжести, изменяют значение и направление рассматриваемых величин в зависимости от угла поворота коленчатого вала и процессов, происходящих в цилиндре двигателя.

3.Механизм газораспределения

Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндры воздуха (дизели) или горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) и выпуска из них отработавших газов. Механизм газораспределения может иметь верхнее расположение клапанов (в головке цилиндров) или нижнее (в блоке цилиндров). В современных автомобильных двигателях применяют механизм газораспределения с верхним расположением клапанов, которое позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечить лучшее наполнение цилиндров горючей смесью и облегчить регулировку тепловых зазоров.

Фазы газораспределения.

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускной клапан должен открываться до достижения поршнем НМТ, а закрываться после ВМТ. С целью лучшего наполнения цилиндров смесью впускной клапан должен открываться до достижения поршнем ВМТ, а закрываться после прохождения НМТ. Период, в течение которого одновременно открыты оба клапана (впускной и выпускной), называют перекрытием клапанов.

Фазы газораспределения подбирают на заводах опытным путем в зависимости от быстроходности двигателя и конструкции его впускной и выпускной систем. При этом стремятся использовать колебательное движение газов во впускной и выпускной системах таким образом, чтобы к концу закрытия впускного клапана перед ним оказалась бы волна давления, а к концу закрытия выпускного клапана за ним была бы волна разрежения. При таком подборе фаз газораспределения удается одновременно улучшить заполнение цилиндров свежей смесью и их очистку от отработавших газов.

Заводы указывают фазы газораспределения для своих двигателей или в виде диаграмм. Диаграмма показывает, что впускной клапан начинает открываться за 10° до ВМТ, а заканчивает закрываться через 46° после НМТ. Выпускной клапан начинает открываться за 66° до НМТ и заканчивает закрываться через 10° после ВМТ. Перекрытие клапанов в этом случае составляет 20°.

Правильность установки механизма ВМТ газораспределения определяется зацеплением распределительных шестерен с имеющимися на них метками. Отклонение при установке фаз газораспределения хотя бы на два зуба шестерни или звездочки распределительного вала приводит к удару клапана о поршень, потери компрессии, выходу из строя клапана или двигателя.

Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении теплового зазора в клапанном механизме. Увеличение этого зазора приводит к уменьшению продолжительности открытия клапана, и наоборот.