Opis zasady działania kshm. Mechanizm korbowy: przeznaczenie i konstrukcja, konserwacja i naprawa. Zasada działania i cel

Główne wymiary KShM VAZ 2110, 2111, 2112

sami silnik VAZ 2110, mają dużo

części wymienne do wałów korbowych z silnikami

VAZ 2108, VAZ 2109

Mechanizm korbowy (CSM) przekształca prostoliniowy ruch posuwisto-zwrotny tłoków, które odbierają ciśnienie gazu, w ruch obrotowy wału korbowego.

Urządzenie KShM można podzielić na dwie grupy: ruchome i .

Ruchome części:

korbowód obrotowo łączy tłok z korbą wału korbowego. Odbiera z tłoka i przenosi na wał korbowy siłę ciśnienia gazu podczas suwu mocy, zapewnia ruch tłoków podczas suwów pomocniczych. Korbowód pracuje w warunkach znacznych obciążeń działających wzdłuż jego osi podłużnej. Korbowód składa się z głowica górna, w której znajduje się gładki otwór na łożysko sworznia tłokowego; pręt o przekroju dwuteowym i dolna głowica z wyciętym otworem do montażu z czopem korbowym wału korbowego. Dolna pokrywa głowicy zabezpieczona jest śrubami korbowodu. Korbowód wykonany jest metodą tłoczenia na gorąco z wysokiej jakości stali. W celu bardziej szczegółowego badania utworzono sekcję „”.

Aby nasmarować łożysko sworznia tłokowego (tuleja z brązu), w górnym końcu korbowodu znajdują się otwory lub szczeliny. W silnikach YaMZ łożysko smarowane jest pod ciśnieniem, dla którego w korbowodzie znajduje się kanał olejowy. Płaszczyzna podziału dolnej główki korbowodu może być usytuowana pod różnymi kątami w stosunku do osi wzdłużnej korbowodu. Najczęściej spotykane są korbowody z łącznikiem prostopadłym do osi korbowodu. W silnikach YaMZ o średnicy większej niż średnica cylindra, wielkości dolnej główki korbowodu, wykonuje się ukośny łącznik dolnej głowicy, ponieważ w przypadku bezpośredniego łącznika zamontowanie korbowodu przez cylinder podczas montażu silnika staje się niemożliwe. Aby dostarczyć olej do ścian cylindra, w dolnej główce korbowodu znajduje się otwór. W celu zmniejszenia tarcia i zużycia montuje się je w dolnych głowicach korbowodów.łożyska ślizgowe, składający się z dwóch wymiennych wkładek (górnej i dolnej).

Słuchawki wykonane są z taśmy profilowanej stalowej o grubości 1,3-1,6 mm dla silników gaźnikowych i 2-3,6 mm dla silników Diesla. Na taśmę nałożony jest stop przeciwcierny o grubości 0,25-0,4 mm - stop aluminium o wysokiej zawartości cyny (do silników gaźnikowych). W silnikach wysokoprężnych KamAZ zastosowano trójwarstwowe tuleje wypełnione brązem ołowiowym. Łożyska korbowodu są zamontowane w dolnej głowicy korbowodu z pasowaniem wciskowym 0,03-0,04 mm. Od osiowego mieszania i obrotu tuleje są utrzymywane w gniazdach za pomocą anten wpasowanych w rowki, które podczas montażu korbowodu i kołpaka powinny znajdować się po jednej stronie korbowodu.

2. Awarie wału korbowego silnika

mechanizm korbowy

mechanizm korbowy- alkūninis mechanizmas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Keturgrandis svirtinis mechanizmas, keičiantis sukamąjį judesį slenkamuoju arba atvirkščiai. atitikmenys: pol. zespół korby i korbowodu; mechanizm korbowy wok. Kurbelgetriebe,… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

mechanizm korbowo-suwakowy- mechanizm przesuwu korby; przemysł mechanizm korbowy Czteroprzegubowy mechanizm dźwigniowy, w skład którego wchodzi korba i suwak… Politechniczny słownik terminologiczny objaśniający

- (animacja). Zobacz także Bernoulliego Lemniscate Mechanizm Watta (mechanizm Watta, równoległobok Watta) został wynaleziony przez Jamesa Watta (19 stycznia 1736, 25 sierpnia 1819), aby nadać tłokowi silnika parowego ruch prostoliniowy. To ja... Wikipedia

Połączenie Peaucelliera-Lipkina: ogniwa pokazane w tym samym kolorze mają tę samą długość Mechanizm połączenia Peaucelliera-Lipkina, wynaleziony w 1864 roku, był pierwszym płaskim mechanizmem zdolnym do przekształcenia ruchu obrotowego w... ... Wikipedia.

Mechanizm Sarrusa. Aby obejrzeć animację, kliknij na obrazek Powiązanie Sarrusa, wymyślone... Wikipedia

- (angielski: połączenie Hoekensa) to czteroprzegubowy mechanizm, który przekształca ruch obrotowy w w przybliżeniu ruch liniowy. Mechanizm ten jest podobny do mechanizmu Czebyszewa. Zależności pomiędzy ogniwami mechanizmu pokazano na ilustracji.... ...Wikipedia

- (gr. μηχανή mechané machine) to zespół ciał wykonujących wymagane ruchy (zwykle części maszyn), połączonych ruchomo i stykających się ze sobą. Mechanizmy służą do przekazywania i przekształcania ruchu... Wikipedia

Animowany obraz płyty czołowej z wałem i prętami. Wał obrotowy i tarcza są pokazane w kolorze srebrnym. Nieobrotowy dysk jest pokazany w kolorze złotym i sześć prętów jest z niego napędzanych w ruchu posuwisto-zwrotnym. Pręty mogą być... ... Wikipedia

Mechanizm Czebyszewa to mechanizm, który przekształca ruch obrotowy w ruch w przybliżeniu liniowy. Został wynaleziony w XIX wieku przez matematyka Pafnutiego Czebyszewa, który prowadził badania nad teoretycznymi problemami kinematyki... ... Wikipedia

Tłok(Rys. 4) odbiera ciśnienie gazu i przenosi je przez sworzeń tłokowy i korbowód na wał korbowy. W silnikach dwusuwowych tłok pełni również funkcję zaworu suwakowego mechanizmu dystrybucji gazu.

Tłoki pracują w bardzo trudnych warunkach: są wystawione na działanie gorących gazów i odbierają duże obciążenia dynamiczne. Przykładowo na początku suwu mocy na dno tłoka o średnicy 100 mm w przypadku silnika gaźnikowego działa siła 20...40 kN, a w przypadku silnika wysokoprężnego siła 20...40 kN. Tłok porusza się w cylindrze z dużą (do 2 m/s) zmienną prędkością, w wyniku czego w korbowodzie i zespołach tłokowych powstają znaczne (do 15...20 kN) zmienne siły bezwładności częstotliwość zmian znaku do 200 Hz).

Rysunek. 4. Tłok silnika ZIL-130: a – widok ogólny; b – pierścienie tłokowe; c – umiejscowienie pierścieni w tłoku: 1 – żebro tłokowe; 2 – rowki pod pierścienie tłokowe; 3 – bossowie; 4 – dno tłoka; 5 – głowica tłoka; 6 – osłona tłoka; 7 – pierścienie zaciskowe; 8 – dolny stożkowy pierścień dociskowy; 9, 10, 11, 12 – pierścienie zgarniające olej z rozpierakami; 13 – wkładka żeliwna

Zastosowanie tłoków wykonanych ze stopów aluminium pozwala na zmniejszenie masy konstrukcyjnej, a co za tym idzie, siły bezwładności o 20...30% w porównaniu do żeliwa. Oprócz tego tłoki wykonane ze stopu aluminium mają również wady: mniejszą wytrzymałość mechaniczną, zwiększone zużycie i wyższy współczynnik rozszerzalności liniowej (2...2,5 razy).

Ponieważ tłok nie może być bezpośrednio chłodzony, nagrzewa się znacznie bardziej niż chłodzona tuleja. Aby zapobiec zakleszczeniu się tłoka w tulei, konieczne jest pozostawienie między nimi pewnej szczeliny, gdy są zimne. Szczelina ta zmniejsza się w miarę nagrzewania się silnika.

Obecnie w celu zmniejszenia współczynnika rozszerzalności liniowej i zwiększenia wytrzymałości stosuje się tłoki wykonane ze stopu aluminium o wysokiej zawartości krzemu (zawartość krzemu do 22%, jak np. w rodzinie silników YaMZ).

Aby zapobiec zakleszczeniu tłoka, jest on montowany w cylindrze ze szczeliną. Ponieważ dno tłoka i głowica nagrzewają się bardziej intensywnie niż płaszcz, szczelina pomiędzy cylindrem a głowicą zwiększa się.

Konstrukcja i wymiary tłoka zależą głównie od wielkości i szybkości wzrostu ciśnienia gazu oraz prędkości obrotowej silnika. Tłoki diesla mają masywniejszą i sztywniejszą konstrukcję oraz większą liczbę pierścieni tłokowych.

Na trwałość tłoka i ciszę jego pracy duży wpływ ma położenie osi sworznia tłokowego. Aby zapewnić tłokowi jednakowe warunki pracy w różnych kierunkach jego ruchu, oś sworznia tłokowego jest nieco przesunięta w dół i umieszczona na wysokości 0,64...0,68 wysokości roboczej płaszcza. Aby uniknąć stukania przy przejściu przez martwe punkty, oś sworznia tłokowego jest przesunięta o 1,4...1,6 mm od osi tłoka w kierunku siły bocznej podczas suwu roboczego (przeciwnie do kierunku obrotu).

Sworzeń tłokowy służy do przegubowego połączenia tłoka z korbowodem. Aby zmniejszyć masę i siły bezwładności, wykonuje się go pustym. Sworzeń tłokowy pracuje pod wpływem obciążeń udarowych o zmiennej wielkości i kierunku, podlega zginaniu i ścieraniu. Aby wytrzymać te obciążenia, sworzeń tłokowy musi mieć miękki rdzeń i twardą powierzchnię. Wymagania te spełniają sworznie tłokowe wykonane ze stali węglowej lub niskostopowej. Poddawane są obróbce cieplnej – nawęglaniu do głębokości 0,5...1,0 mm, a następnie utwardzaniu powierzchniowemu prądami wysokiej częstotliwości do głębokości 1,0...1,5 mm. Zewnętrzna powierzchnia palca jest szlifowana i polerowana.

Pływające sworznie tłokowe, które mogą obracać się zarówno w górnej głowicy korbowodu, jak i w piastach tłokowych, stały się powszechnie stosowane w nowoczesnych silnikach. Taka konstrukcja zapewnia bardziej równomierne zużycie krycia. Osiowe mocowanie sworznia tłokowego odbywa się za pomocą pierścieni sprężystych osadzonych w występach tłoka.

Pierścienie dociskowe tłoków służą do uszczelnienia przestrzeni nad tłokiem i zapobiegania przedostawaniu się gazów do skrzyni korbowej silnika. Pierścień tłokowy to zakrzywiony pręt, który ma wycięcie, gdy jest wolny. Po zamontowaniu w cylindrze pierścień jest ściskany i dzięki swojej sprężystości dociskany jest zewnętrzną powierzchnią do lustra cylindra. Im większa liczba pierścieni tłokowych, tym lepszy efekt uszczelniający. W silnikach gaźnikowych na tłoku montuje się 2-3 pierścienie uszczelniające, w silnikach wysokoprężnych - 3-4.

Pierścienie tłokowe nowoczesnych silników wysokoobrotowych pracują w niezwykle trudnych warunkach, pod wpływem wysokich ciśnień i temperatur, sił bezwładności i tarcia. W najcięższych warunkach sprawdza się górny pierścień dociskowy.

Najpopularniejszym materiałem do produkcji pierścieni uszczelniających tłok jest żeliwo stopowe. Żeliwne pierścienie tłokowe produkowane są z indywidualnie odlewanych kęsów. Jednak jakość pierścieni żeliwnych nie w pełni spełnia współczesne wymagania.

Obecnie często stosuje się pierścienie stalowe. Bardziej obiecujące są pierścienie wykonane z materiałów metalowo-ceramicznych, które mają większą odporność na zużycie. Pierścienie takie produkowane są poprzez prasowanie sproszkowanej mieszaniny żelaza, miedzi i grafitu pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze.

Podczas pracy silnika pierścienie uszczelniające naprzemiennie dociskają górną i dolną krawędź rowków tłoka i działają jak pompa, próbując przepompować olej ze ścianek cylindrów do komory spalania. Dlatego na tłokach, oprócz tłoków kompresyjnych, pierścienie zgarniające olej. Zbierają olej ze ścian cylindrów i kierują go z powrotem do skrzyni korbowej. Przez długi czas pierścienie zgarniające olej były wykonywane z żeliwa. Obecnie szeroko stosowane są stalowe, kompozytowe pierścienie zgarniające olej. Posiadając elastyczność, względną ruchomość elementów oraz duży nacisk na ścianki cylindra, stalowy pierścień dobrze dopasowuje się do powierzchni cylindra o odkształconym (zużyciowym) kształcie i zapewnia dobre rozprowadzanie oleju po powierzchni cylindra zarówno w nowe i zużyte silniki. Przejście z żeliwnych pierścieni zgarniających olej na stalowe umożliwiło 2-krotne zmniejszenie zużycia oleju smarowego i zwiększenie przebiegu silnika przed wymianą pierścieni do 150 000 km.

korbowód zapewnia połączenie przegubowe pomiędzy prostoliniowo poruszającym się tłokiem a obracającym się wałem korbowym. Przenosi siłę ciśnienia gazu podczas suwu roboczego z tłoka na wał korbowy. Korbowód wykonuje złożony ruch płasko-równoległy: posuwisto-zwrotny wzdłuż osi cylindra i wahadłowy względem osi sworznia tłokowego. Korbowód podlega znacznym obciążeniom przemiennym działającym wzdłuż jego osi wzdłużnej. Podczas suwu mocy siła ciśnienia gazu ściska korbowód. Siły bezwładności mają tendencję do odrywania tłoka od wału korbowego i rozciągania korbowodu. Wraz z ruchem wahadłowym powstają zmienne siły bezwładności, które wyginają korbowód w płaszczyźnie jego wahania.

Określone warunki pracy nakładają następujące wymagania na konstrukcję korbowodu: wysoka sztywność; wystarczająca wytrzymałość zmęczeniowa; mała waga; prostota i wykonalność. Całkowite wymiary dolnej głowicy korbowodu nie powinny uniemożliwiać jego przejścia przez cylinder podczas montażu silnika.

Głównymi elementami korbowodu są głowica górna (jednoczęściowa) i dolna (odpinana) oraz łączący je korbowód. Najlepszym kształtem przekroju poprzecznego korbowodu, zapewniającym mu dużą sztywność przy minimalnej masie, jest dwuteownik.

W górnej głowicy korbowodu zamontowane są tuleje z brązu, które charakteryzują się dużą odpornością na zużycie i odpornością na uszkodzenia zmęczeniowe.

W dolnej głowicy korbowodu zamontowane są cienkościenne łożyska korbowodu, które są wykonane podobnie jak panewki łożyska głównego, z tego samego materiału warstwy przeciwciernej.

Korbowody do silników gaźnikowych wykonane są ze stali węglowej lub stopowej. W silnikach wysokoprężnych korbowody pracują pod dużymi obciążeniami dynamicznymi, dlatego do ich produkcji wymagana jest stal wysokostopowa i zwiększone przekroje elementów (obciążenie konstrukcji).

Wał korbowy(Rys. 5) odbiera siły z korbowodów i przekształca je w moment obrotowy. Wał korbowy jest najbardziej naprężoną częścią wału korbowego. Podlega rozciąganiu, ściskaniu, zginaniu, skręcaniu, ścinaniu, tarciu powierzchniowemu, odkształceniom wzdłużnym i poprzecznym. Obciążenia w tym przypadku mają charakter dynamiczny i osiągają znaczne wartości.

Jeżeli wał jest długi, obciążenia te mogą powodować zauważalne odkształcenia wzdłużne i kątowe oraz prowadzić do uszkodzeń zmęczeniowych.

W zależności od warunków pracy, charakteru i wielkości obciążeń wał korbowy musi spełniać następujące wymagania: posiadać równowagę statyczną i dynamiczną; być wystarczająco sztywny i trwały przy niskiej wadze; mają wysoką wytrzymałość zmęczeniową; być odpornym na wibracje i drgania skrętne; posiadają precyzyjne wymiary i wysoką odporność na zużycie powierzchni trących (czopy główne i korbowodu).

Wały korbowe są wytwarzane przez kucie lub tłoczenie ze stali węglowej lub niskostopowej. W ostatnich latach powszechne stały się wały odlewane z żeliwa magnezowego. Mają mniejszą wagę i są tańsze niż kute.

Wały poddawane są obróbce cieplnej – hartowaniu i odpuszczaniu. Czopy wału korbowego są utwardzane prądami wysokiej częstotliwości do głębokości 3...4 mm, szlifowane i polerowane.

Rysunek 5. Ruchome części mechanizmu korbowego: 1 – grzechotka; 2 – podkładki zabezpieczające; 3, 13 – czopy korbowodów; 4 – tuleje czopów korbowodów; 5 – pierścień sprężysty; 6 – sworzeń tłokowy; 7 – główka górna korbowodu; 8 – korbowód; 9 – śruby; 10 – dolna główka korbowodu; 11 – pokrywa korbowodu; 12, 19, 24, 29 – czopy główne wału korbowego;

14, 26 – wkładki czopów głównych; 15, 16 – tłoki; 17, 28 – przeciwwagi; 18 – koło zamachowe; 20 – tylna część wału; 21 – pierścień ustalający; 22, 27, 30 – okładki; 23 – wnęka olejowa; 31 – rozrząd; 32 – przednia część wału; 33 – koło pasowe

Wał korbowy ma czopy główne i korbowodu połączone ze sobą za pomocą policzków. Główne czopy mają tę samą średnicę. Czop korbowodu z sąsiadującymi policzkami tworzy kolano, wał korbowy. Wszystkie czopy korbowodów mają tę samą długość i średnicę.

W silnikach samochodów osobowych i ciągników wały korbowe mogą obracać się w łożyskach tocznych i ślizgowych. Łożyska toczne zmniejszają straty tarcia, co znacznie ułatwia uruchomienie silnika w niskich temperaturach. Jednak w silnikach wielocylindrowych konstrukcja bloku cylindrów i wału korbowego z łożyskami tocznymi staje się znacznie bardziej złożona. Są też inne wady. Dlatego najczęściej stosuje się łożyska ślizgowe. Główne łożyska ślizgowe wykonane są w postaci cienkościennych tulei stalowych (półpierścieni), które montuje się w otworach bloku cylindrów. Na wewnętrzną powierzchnię wykładziny nakładana jest warstwa stopu przeciwciernego, której skład i właściwości zależą od stopnia obciążenia.

Stopy ołowiu i cyny (babbity) były stosowane w silnikach gaźnikowych przez długi czas. Stop SOS-6-6 na bazie ołowiu zawierający 6% cyny, 6% antymonu i 0,5% miedzi stał się powszechny. Jednakże stopy ołowiu i cyny są wrażliwe na wzrost temperatury i mają niewystarczającą odporność na odpryski zmęczeniowe.

W związku z tym obecnie szeroko stosowane są wykładziny stalowo-aluminiowe o wysokiej wytrzymałości zmęczeniowej i dobrych właściwościach antykorozyjnych. Tuleje stalowo-aluminiowe są szeroko stosowane w nowoczesnych silnikach gaźnikowych w kształcie litery V i zapewniają im dość długą żywotność między remontami.

W silnikach wysokoprężnych o zwiększonym obciążeniu łożysk stosuje się tuleje stalowe ze stopem przeciwciernym wykonanym z brązu ołowiowego zawierającego 30% ołowiu, co poprawia właściwości ekstremalne ciśnienia. Łożyska wykonane z brązu ołowiowego wytrzymują niemal dwukrotnie większe obciążenia niż babbitty bez uszkodzeń zmęczeniowych i pracują stabilnie po podgrzaniu do 140...150°C, natomiast dla babbittów maksymalna dopuszczalna temperatura wynosi 120°C.

Jednocześnie stop przeciwcierny wykonany z brązu ołowiowego słabo pochłania stałe cząstki ścierne, słabo się włamuje i jest podatny na korozję. Dlatego w silnikach z łożyskami z brązu ołowiowego można stosować wyłącznie specjalny olej z dodatkiem antykorozyjnym.

Koło zamachowe zainstalowany na tylnym końcu wału korbowego, aby zmniejszyć nierówną pracę silnika i usunąć tłoki z martwych punktów.

W silnikach wielocylindrowych skoki robocze występują z częściowym zachodzeniem na siebie, co zapewnia dobrą równomierność i umożliwia mechanizmowi korbowemu omijanie martwych punktów bez pomocy koła zamachowego. W takich przypadkach koło zamachowe zapewnia płynną pracę silnika przy niskich obrotach, ułatwia uruchomienie samochodu i ułatwia rozruch silnika.

Koło zamachowe jest odlane z żeliwa szarego i przymocowane do kołnierza wału korbowego. Na obręcz koła zamachowego wciskana jest stalowa zębatka koronowa, która służy do uruchomienia silnika za pomocą rozrusznika.

Na końcowej powierzchni koła zamachowego naniesione są znaki odpowiadające GMP i czasowi zapłonu. Znaki te są używane podczas instalowania zapłonu lub wtrysku, a także podczas dokonywania różnych regulacji. Koło zamachowe montowane z wałem korbowym musi być dynamicznie wyważone.

Podczas pracy silnika na części wału korbowego działa ciśnienie gazu na tłok, siły bezwładności mas poruszających się tam i z powrotem (tłok i część masy korbowodu) i obracających się (kolanko wału i część masy korbowodu), i siły ciężaru. Gdy wał się obraca, siły te, z wyjątkiem siły ciężaru, zmieniają wielkość i kierunek.

Mechanizm korbowy (CPM) rejestruje ciśnienie gazu podczas suwu roboczego i przekształca ruch posuwisto-zwrotny tłoka w ruch obrotowy wału korbowego. Wał korbowy składa się z bloku cylindrów z głowicą, tłoków z pierścieniami, sworzni tłokowych, korbowodów, wału korbowego, koła zamachowego i miski olejowej.

Jest to główna część silnika, do której przymocowane są wszystkie mechanizmy i części. Bloki cylindrów są odlewane z żeliwa lub stopu aluminium. Z tego samego odlewu wykonano skrzynię korbową i ścianki płaszcza chłodzącego otaczającego cylindry silnika. Tuleje wkładane są instalowane w bloku cylindrów. Rękawy są albo „mokre” (chłodzone cieczą), albo „suche”. Wiele nowoczesnych silników wykorzystuje bloki bez wkładek. Wewnętrzna powierzchnia tulei (cylindra) służy jako prowadnica tłoków.

Blok cylindrów jest zamknięty od góry jednym lub dwoma (w silnikach w kształcie litery V) głowice cylindrów wykonany ze stopu aluminium. Głowica cylindra (głowica cylindra) zawiera komory spalania, w których znajdują się gwintowane otwory na świece zapłonowe (w silnikach Diesla na świece żarowe). Głowice ICE z wtryskiem bezpośrednim posiadają również otwór na wtryskiwacze. Aby schłodzić komory spalania, wokół nich tworzy się specjalny płaszcz. Części mechanizmu dystrybucji gazu są przymocowane do głowicy cylindrów. Głowica cylindrów ma kanały wlotowe i wylotowe oraz zainstalowane gniazda wkładek i prowadnice zaworów. Aby utworzyć uszczelkę, między blokiem a głowicą cylindrów instaluje się uszczelkę, a głowicę mocuje się do bloku cylindrów za pomocą kołków i nakrętek. Głowica cylindra jest zamknięta od góry pokrywą. Pomiędzy nimi zainstalowana jest olejoodporna uszczelka.

Tłok odbiera ciśnienie gazu podczas suwu mocy i przenosi je przez sworzeń tłokowy i korbowód na wał korbowy. Tłok jest odwróconym, cylindrycznym szkłem odlanym ze stopu aluminium. W górnej części tłoka znajduje się głowica z rowkami, w które wkładane są pierścienie tłokowe. Poniżej główki znajduje się fartuch kierujący ruchem tłoka. Osłona tłoka posiada występy z otworami na sworzeń tłokowy.

Gdy silnik pracuje, tłok nagrzewa się, rozszerza się i jeśli między nim a ścianą cylindra nie ma niezbędnego luzu, zakleszcza się w cylindrze. Jeśli szczelina jest zbyt duża, część gazów spalinowych przedostanie się do skrzyni korbowej. Doprowadzi to do spadku ciśnienia w cylindrze i spadku mocy silnika. Dlatego też główka tłoka ma mniejszą średnicę niż osłona, a sama osłona w przekroju poprzecznym nie jest wykonana w kształcie walca, ale w postaci elipsy o większej osi w płaszczyźnie prostopadłej do sworznia tłokowego. Na osłonie tłoka znajduje się rozcięcie. Ze względu na owalny kształt i krój osłony zapobiega się zakleszczaniu tłoka, gdy silnik jest ciepły. Ogólna konstrukcja tłoków jest zasadniczo taka sama, ale ich konstrukcje mogą się różnić w zależności od charakterystyki konkretnego silnika.

Pierścienie tłokowe dzielą się na zgarniacze kompresyjne i zgarniające olej. Pierścienie uszczelniające uszczelniają tłok w cylindrze i służą do ograniczenia przedostawania się gazów z cylindrów do skrzyni korbowej, a pierścienie zgarniające olej usuwają nadmiar oleju ze ścianek cylindra i zapobiegają przedostawaniu się oleju do komory spalania. Pierścienie wykonane z żeliwa lub stali posiadają nacięcie (zamek). Liczba pierścieni w różnych silnikach może się różnić.

Sworzeń tłokowy obrotowo łączy tłok z górną główką korbowodu. Palec wykonany jest w postaci wydrążonego cylindrycznego pręta, którego zewnętrzna powierzchnia jest utwardzana prądami o wysokiej częstotliwości. Ruch osiowy sworznia w piastach tłoka jest ograniczony przez dzielone pierścienie stalowe.

korbowód służy do połączenia wału korbowego z tłokiem. Korbowód składa się ze stalowego pręta o przekroju I, górnej jednoczęściowej główki i dolnej dzielonej główki. Głowica górna ma sworzeń tłokowy, a głowica dolna jest zamontowana na czopie korbowym wału korbowego. Aby zmniejszyć tarcie, w górną głowicę korbowodu wciska się tuleję, a w dolnej części, składającej się z dwóch części, montuje się cienkościenne tuleje. Obie części dolnej głowicy mocowane są za pomocą dwóch śrub i nakrętek. Olej dostarczany jest do głowic korbowodów podczas pracy silnika. W silnikach w kształcie litery V dwa korbowody są przymocowane do jednego czopa korbowego wału korbowego.

Wał korbowy wykonane ze stali lub żeliwa o dużej wytrzymałości. Składa się z korbowodu i głównych czopów szlifowanych, policzków i przeciwwag. Tylna część wału wykonana jest w formie kołnierza, do którego przykręcone jest koło zamachowe. Koło pasowe i koło zębate napędu wałka rozrządu są przymocowane do przedniego końca wału korbowego. W kole pasowym można zintegrować tłumik drgań skrętnych. Najpopularniejszy projekt składa się z dwóch metalowych pierścieni połączonych elastycznym ośrodkiem (guma-elastomer, lepki olej).

Liczba i położenie czopów korbowodów zależy od liczby cylindrów i ich umiejscowienia. Czopy korbowodu wału korbowego silnika wielocylindrowego są wykonane w różnych płaszczyznach, co jest niezbędne do równomiernej naprzemienności skoków mocy w różnych cylindrach. Czopy główne i korbowodu są połączone ze sobą policzkami. Aby zmniejszyć siły odśrodkowe wytwarzane przez korby, na wale korbowym wykonuje się przeciwwagi, a czopy korbowodów są puste. Powierzchnia czopów głównego i korbowodu jest utwardzana prądami o wysokiej częstotliwości. W szyjach i policzkach znajdują się kanały dostarczające olej. Każdy czop korbowy ma wnękę, która służy jako osadnik zanieczyszczeń. Olej dostaje się do łapaczy zanieczyszczeń z czopów głównych i gdy wał się obraca, cząsteczki zanieczyszczeń zawarte w oleju pod wpływem sił odśrodkowych oddzielają się od oleju i osadzają się na ściankach. Czyszczenie osadników zanieczyszczeń odbywa się za pomocą zaślepek gwintowanych owiniętych na ich końcach dopiero przy demontażu silnika. Ruch wału w kierunku wzdłużnym jest ograniczony przez podkładki oporowe. Tam, gdzie wał korbowy wychodzi ze skrzyni korbowej silnika, znajdują się uszczelnienia olejowe i uszczelki zapobiegające wyciekom oleju.

Kiedy silnik pracuje, obciążenia korbowodów i głównych czopów wału korbowego są bardzo duże. Aby zmniejszyć tarcie, czopy wału osadzone są w łożyskach ślizgowych, które wykonane są w postaci metalowych tulei pokrytych warstwą przeciwcierną. Słuchawki składać się z dwóch połówek. Łożyska korbowodu są zamontowane w dolnej dzielonej głowicy korbowodu, a łożyska główne są zamontowane w bloku i pokrywie łożyska. Pokrywy łożysk głównych są przykręcone do bloku cylindrów i zabezpieczone przed samoodkręceniem. Aby zapobiec obracaniu się tulei, wykonuje się w nich występy, a odpowiednie występy wykonuje się w pokrywach, siodełkach i głowicach korbowodów.

Zmniejsza nierówną pracę silnika, ułatwia rozruch i sprzyja płynnemu uruchomieniu samochodu. Koło zamachowe wykonane jest w postaci masywnej żeliwnej tarczy i jest przymocowane do kołnierza wału korbowego za pomocą śrub i nakrętek. Podczas produkcji koło zamachowe jest wyważane razem z wałem korbowym. Aby podczas demontażu silnika nie doszło do zakłócenia wyważenia, koło zamachowe montuje się na asymetrycznie rozmieszczonych sworzniach lub śrubach. Zapobiega to nieprawidłowemu zamontowaniu. W niektórych silnikach w celu ograniczenia drgań skrętnych przenoszonych na skrzynię biegów stosuje się dwumasowe koła zamachowe, czyli dwie tarcze elastycznie połączone ze sobą. Tarcze mogą poruszać się względem siebie w kierunku promieniowym. Na obręczy koła zamachowego umieszcza się znaki, wzdłuż których w górnej linii zamontowany jest tłok pierwszego cylindra. podczas instalowania zapłonu lub po uruchomieniu dopływu paliwa (w przypadku silników Diesla). Do obręczy przymocowane jest również koło zębate koronowe, zaprojektowane tak, aby współpracowało z wyginaniem rozrusznika.

Aby zmniejszyć wibracje w silnikach rzędowych, używają wałki wyważające znajduje się pod wałem korbowym w misce olejowej.

Skrzynia korbowa odlewany integralnie z blokiem cylindrów. Do niego przymocowane są części mechanizmów korbowych i dystrybucji gazu. Aby zwiększyć sztywność, wewnątrz skrzyni korbowej wykonano żebra, w których wytaczane są gniazda głównych łożysk wału korbowego. Dno skrzyni korbowej jest zamknięte miską wytłoczoną z cienkiej blachy stalowej. Miska służy jako zbiornik oleju i chroni części silnika przed zanieczyszczeniem. Na dnie miski znajduje się korek do spuszczania oleju silnikowego. Miska jest przymocowana do skrzyni korbowej za pomocą śrub. Aby zapobiec wyciekom oleju, między nimi instalowana jest uszczelka.

Awarie KSzM

Oznaki nieprawidłowego działania wału korbowego obejmują: pojawienie się obcych uderzeń i dźwięków, spadek mocy silnika, zwiększone zużycie oleju, nadmierne zużycie paliwa oraz pojawienie się dymu w spalinach.

Pukanie i hałasy w silniku powstają w wyniku zużycia jego głównych części i pojawienia się zwiększonych szczelin pomiędzy współpracującymi częściami. Kiedy tłok i cylinder się zużywają, a także gdy zwiększa się szczelina między nimi, następuje głośne metaliczne stukanie, które wyraźnie słychać na zimnym silniku. Ostre metaliczne pukanie we wszystkich trybach pracy silnika wskazuje na zwiększenie szczeliny między sworzniem tłokowym a tuleją górnej głowicy korbowodu. Wzrost hałasu stukającego przy gwałtownym wzroście prędkości wału korbowego wskazuje na zużycie panew łożysk głównych lub korbowodów, a tępe stukanie wskazuje na zużycie panew łożysk głównych. Jeśli tuleje są zbyt mocno zużyte, ciśnienie oleju może gwałtownie spaść. W takim przypadku nie można uruchomić silnika.

Mechanizm korbowy silnika przekształca ruch posuwisto-zwrotny tłoków (z energii spalania mieszanki paliwowej) na ruch obrotowy wału korbowego i odwrotnie. Jest to technicznie złożony mechanizm, który stanowi podstawę silnika spalinowego. W artykule szczegółowo rozważymy konstrukcję i cechy eksploatacyjne wału korbowego.

Krótka historia pochodzenia

Pierwsze dowody użycia korby znaleziono w III wieku naszej ery, w Cesarstwie Rzymskim i Bizancjum w VI wieku naszej ery. Uderzającym przykładem jest tartak z Hierapolis, w którym zastosowano wał korbowy. Metalową korbę odnaleziono w rzymskim mieście Augusta Raurica na terenie dzisiejszej Szwajcarii. Tak czy inaczej, niejaki James Packard opatentował wynalazek w 1780 r., chociaż dowody na jego wynalazek znaleziono już w starożytności.

Mechanizm korbowy silnika

Ruchome i nieruchome części wału korbowego

Elementy koła zamachowego tradycyjnie dzieli się na ruchome i nieruchome. Części ruchome obejmują:

• tłoki i pierścienie tłokowe;
• korbowody;
• sworznie tłokowe;
• wał korbowy;
• koło zamachowe.

Stałe części CVM pełnią funkcje podstawy, elementów złącznych i prowadnic. Należą do nich:

• blok cylindrów;
• głowica cylindra;
• skrzynia korbowa;
• miska olejowa;
• elementy złączne i łożyska.

Skrzynia korbowa i miska olejowa silnika

Skrzynia korbowa to dolna część silnika, w której znajdują się podpory i kanały dla wału korbowego. Skrzynia korbowa porusza korbowodami i obraca wał korbowy. Miska olejowa to zbiornik zawierający olej silnikowy.

Podstawa skrzyni korbowej podczas pracy poddawana jest stałym obciążeniom termicznym i energetycznym. Dlatego ta część ma specjalne wymagania dotyczące wytrzymałości i sztywności. Do jego produkcji wykorzystuje się stopy aluminium lub żeliwo.

Naprawiono części wału korbowego

Skrzynia korbowa silnika jest przymocowana do bloku cylindrów. Razem tworzą rdzeń silnika, główną część jego korpusu. W bloku znajdują się same cylindry. Głowa jest przymocowana do góry. Wokół cylindrów znajdują się wnęki służące do chłodzenia cieczą.

Lokalizacja i liczba cylindrów

Obecnie istnieją następujące najpopularniejsze schematy:

• pozycja cztero- lub sześciocylindrowa rzędowa;
• Sześciocylindrowy silnik w kształcie litery V ustawiony pod kątem 90°;
• Pozycja w kształcie VR pod niższym kątem;
• pozycja przeciwna (tłoki zbliżają się do siebie z różnych stron);
• Pozycja W z 12 cylindrami.

W prostym układzie rzędowym cylindry i tłoki są ułożone w rzędzie prostopadłym do wału korbowego. Ten schemat jest najprostszy i najbardziej niezawodny.

Głowica cylindra

Głowica cylindrów jest przymocowana do bloku za pomocą kołków lub śrub. Przykrywa cylindry z tłokami u góry, tworząc szczelną wnękę - komorę spalania. Między blokiem a głowicą jest uszczelka. W głowicy cylindrów znajduje się również mechanizm zaworowy i.

Cylindry

Ruch tłoków odbywa się bezpośrednio w cylindrach silnika. Ich wielkość zależy od skoku tłoka i jego długości. Cylindry pracują w warunkach zmieniającego się ciśnienia i wysokich temperatur. W trakcie pracy ścianki narażone są na ciągłe tarcie i temperatury dochodzące do 2500°C. Istnieją również specjalne wymagania dotyczące materiałów i obróbki cylindrów. Wykonywane są z żeliwa stopowego, stali lub stopów aluminium. Powierzchnia części musi być nie tylko trwała, ale także łatwa w obróbce.

Zewnętrzna powierzchnia robocza nazywana jest lustrem. Jest pokryty chromem i wypolerowany na lustrzany połysk, aby zminimalizować tarcie w warunkach ograniczonego smarowania. Cylindry odlewane są razem z blokiem (pełne) lub wykonane w formie wymiennych tulei.

Mechanizm korbowy

Głównymi elementami roboczymi wału korbowego są wał korbowy, tłoki z korbowodami i koło zamachowe.

Tłok

Ruch tłoka w cylindrze następuje w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Powstaje ciśnienie, które działa na denko tłoka. W różnych typach silników może różnić się kształtem. W silnikach benzynowych dno było początkowo płaskie, następnie zaczęto stosować konstrukcje wklęsłe z rowkami na zawory. W silnikach wysokoprężnych to nie paliwo jest początkowo sprężane w komorze spalania, ale powietrze. Dlatego też dno tłoka ma również wklęsły kształt, który tworzy komorę spalania.

Kształt dna ma ogromne znaczenie dla ukształtowania prawidłowego płomienia spalania mieszanki paliwowo-powietrznej.

Pozostała część tłoka nazywana jest spódnicą. Jest to rodzaj prowadnicy poruszającej się w cylindrze. Dolna część tłoka lub osłony jest wykonana w taki sposób, że nie styka się z korbowodem podczas jego ruchu.

Tłok i jego elementy

Na bocznej powierzchni tłoków znajdują się rowki lub rowki na pierścienie tłokowe. Na górze znajdują się dwa lub trzy pierścienie dociskowe. Są niezbędne do wytworzenia kompresji, to znaczy zapobiegają przenikaniu gazów między ściankami cylindra a tłokiem. Pierścienie dociskane są do lustra, zmniejszając szczelinę. W dolnej części znajduje się rowek na pierścień zgarniający olej. Konieczne jest usunięcie nadmiaru oleju ze ścianek cylindra, aby nie przedostał się on do komory spalania.

Pierścienie tłokowe, zwłaszcza pierścienie uszczelniające, pracują pod stałym obciążeniem i wysokimi temperaturami. Do ich produkcji stosuje się materiały o wysokiej wytrzymałości, takie jak żeliwo stopowe, które są pokryte porowatym chromem.

Sworzeń tłokowy i korbowód

Korbowód mocowany jest do tłoka za pomocą sworznia tłokowego. Jest to pełna lub wydrążona część cylindryczna. Sworzeń montowany jest w otworze w tłoku oraz w górnej główce korbowodu.

Istnieją dwa rodzaje mocowania pinów:

• ze stałym podestem;
• z pływającym lądowaniem.

Najbardziej powszechny jest tzw. „pływający palec”. Do jego zabezpieczenia służą pierścienie ustalające. Sworzeń stały jest instalowany z pasowaniem wciskowym. Z reguły stosuje się lądowanie termiczne.

Korbowód silnika

Korbowód z kolei łączy wał korbowy z tłokiem i powoduje ruchy obrotowe. W tym przypadku ruchy posuwisto-zwrotne korbowodu opisują ósemkę. Składa się z kilku elementów:

• rdzeń lub podstawa;
• głowica tłoka (górna);
• głowica korby (dolna).

Aby zmniejszyć tarcie i smarowanie stykających się części, w denku tłoka wciskana jest tuleja z brązu. Głowica korby jest demontowalna, aby umożliwić montaż mechanizmu. Części dokładnie do siebie pasują i są zabezpieczone śrubami i nakrętkami zabezpieczającymi. Aby zmniejszyć tarcie, instaluje się łożyska poprzeczne korbowodu. Wykonane są w formie dwóch stalowych wkładek z zamkami. Olej doprowadzany jest poprzez rowki olejowe. Łożyska są precyzyjnie dopasowane do wielkości połączenia.

Wbrew powszechnemu przekonaniu tuleje nie obracają się dzięki blokadom, ale sile tarcia powstającej pomiędzy ich zewnętrzną powierzchnią a główką korbowodu. Dlatego podczas montażu zewnętrznej części łożyska ślizgowego nie wolno smarować olejem.

Wał korbowy

Wał korbowy jest złożoną częścią w projektowaniu i produkcji. Przejmuje moment obrotowy, nacisk i inne obciążenia, dlatego jest wykonany ze stali o wysokiej wytrzymałości lub żeliwa. Wał korbowy przenosi obrót z tłoków na skrzynię biegów i inne elementy pojazdu (na przykład koło pasowe napędowe).

Urządzenie wału korbowego

Wał korbowy składa się z kilku głównych elementów:

• szyjki trzonowe;
• czopy korbowodów;
• przeciwwagi;
• policzki;
• cholewka;
• kołnierz koła zamachowego.

Konstrukcja wału korbowego będzie w dużej mierze zależeć od liczby cylindrów w silniku. W prostym czterocylindrowym silniku rzędowym wał korbowy ma cztery sworznie korbowe, na których osadzone są korbowody i tłoki. Wzdłuż centralnej osi wału rozmieszczonych jest pięć czopów głównych. Montuje się je w bloku cylindrów lub wspornikach skrzyni korbowej na łożyskach ślizgowych (tulejach). Od góry czopy główne zamykane są zaślepkami na śrubach. Połączenie tworzy kształt litery U.

Specjalnie przygotowane miejsce podparcia szyjki trzonowej za pomocą wkładki nazywa się łóżkiem.

Czopy główny i korbowodu są połączone tzw. policzkami. Przeciwwagi tłumią nadmierne drgania i zapewniają równomierny ruch wału korbowego.

Urządzenie KShM

Czopy wału korbowego są poddawane obróbce cieplnej i polerowane w celu zapewnienia najwyższej wytrzymałości i precyzyjnego dopasowania. Wał korbowy jest również bardzo precyzyjnie wyważony i ustawiony, aby zapewnić równomierne rozłożenie wszystkich działających na niego sił. W obszarze szyjki korzenia centralnego, po bokach podpory, zamontowane są półpierścienie oporowe. Są niezbędne do kompensacji ruchów osiowych.

Do trzonu wału korbowego przymocowane są koła zębate (koła zębate), a także koło pasowe napędowe osprzętu silnika.

Koło zamachowe

Z tyłu wału znajduje się kołnierz, do którego przymocowane jest koło zamachowe. To żeliwna część będąca masywnym dyskiem. Dzięki swojej masie koło zamachowe wytwarza niezbędną bezwładność do pracy wału korbowego, a także zapewnia równomierne przenoszenie momentu obrotowego na przekładnię. Na obręczy koła zamachowego znajduje się koło koronowe służące do połączenia z kołem rozrusznika. Obraca wał korbowy i wprawia tłoki w ruch po uruchomieniu silnika.

Mechanizm korbowy, konstrukcja i kształt wału korbowego pozostają niezmienione przez wiele lat. Zasadniczo zachodzą jedynie drobne modyfikacje konstrukcyjne, mające na celu zmniejszenie masy, bezwładności i sił tarcia.