Устройство и принцип действия кривошипно-шатунного механизма

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Июня 2011 в 21:57, практическая работа

Описание

Назначение, схемы компоновок кривошипно-шатунных механизмов
Кривошипно-шатунный механизм служит для восприятия давления газов, возникающего в цилиндре, и преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Все детали кривошипно-шатунного механизма делятся на подвижные и неподвижные.

Работа состоит из  1 файл

автомобили.docx

— 1.63 Мб (Скачать документ)
 
 
Устройство  механизмов газораспределения
 
 
Впускные и выпускные клапаны  обычно отличаются размерами головок  и изготовляются из различных  сталей. У впускных клапанов для  лучшего наполнения цилиндров размеры  головок больше,

 
Рис. 24. Выпускной клапан механизма  газораспределения двигателя ЗИЛ-130: 
а — установка клапана в головке блока цилиндров; б, в — положение деталей механизма вращения клапанов чем у выпускных. Выпускные клапаны, работающие в более напряженных температурных условиях, выполняют из жаропрочных сталей. 
Клапан устанавливают в головке блока цилиндров в направляющей 5 (рис. 24,а). К седлу 13, впрессованному в головку 14 блока, клапан прижимается пружиной 6. Пружина закреплена на стержне клапана с помощью тарелки 7 и разрезного сухаря 8. 
Выпускные клапаны иногда для улучшения отвода тепла имеют натриевое охлаждение. С этой целью часть внутренней полости клапана заполняют натрием И, который при нагревании плавится и эффективно переносит тепло от головки 12, к стержню 1. Для повышения долговечности некоторые выпускные клапаны снабжают устройствами для их вращения. Механизм вращения выпускного клапана двигателя ЗИЛ-130 состоит из неподвижного корпуса 2 (рис.24,б), пяти шариков 3 с возвратными пружинами 10, дисковой пружины 9 и упорной шайбы 4. Шарики 3 и пружина 10 размещены в канавках переменной глубины, выполненных внутри корпуса. 
При открытии клапана пружина 6 сжимается и ее давление на дисковую пружину 9 увеличивается. Дисковая пружина распрямляется, шарики перекатываются по наклонным поверхностям углублений, сжимая пружины Ю (рис. 24,б). При этом шарики 3 поворачивают дисковую пружину 9 и упорную шайбу, а вместе с ними пружину 6 клапана и сам клапан на- некоторый угол. При закрытии клапана сжатие пружины 6 уменьшается и дисковая пружина 9 приобретает первоначальную форму, освобождая шарики, которые возвращаются в исходное .положение (рис. 24,6). 
В каждом цилиндре двигателя ЗИЛ-130 установлены один впускной и один выпускной клапаны, перемещающиеся в направляющих 10 (рис. 25). Сжатые пружины 12 впускных клапанов нижними концами упираются в шайбы 11, а выпускных клапанов — в механизмы вращения 17. Верхними концами пружины обоих клапанов упираются в тарелки 21.

 
 
Распределительный вал
 
Распределительный вал куют из сталей или отливают из специального чугуна. Опорные шейки 4 распределительного вала вращаются в стальных, залитых  антифрикционным сплавом втулках 8, которые запрессовывают в гнезда блока или картера. Число опорных  шеек вала обычно равно числу коренных шеек коленчатого вала. Число кулачков 6 и 7 соответственно впускных и выпускных  клапанов равно числу клапанов, а  их размещение на валу зависит от положения  цилиндров и порядка работы двигателя. Профиль кулачка зависит главным  образом от угловой скорости коленчатого  вала и формы толкателя и обеспечивает необходимые подъем и опускание  клапана 9 соответственно продолжительности  его открытия. Кроме кулачков как  одно целое с валом выполнены  эксцентрик 5 привода топливного насоса и шестерня 20 привода распределителя зажигания и масляного насоса. Осевая фиксация вала, как правило, осуществляется упорным фланцем 3, закрепленным в блоке. 
Привод к распределительному валу чаще всего выполняется шестеренчатым или цепным. При шестеренчатом приводе на переднем конце распределительного вала устанавливают шестерню 2, входящую в зацепление с ведущей шестерней коленчатого вала. Для уменьшения шума шестерни изготовляют с косыми зубьями и из различных материалов. Шестерни при сборке механизма устанавливают по меткам /, нанесенным на торцах ведущей и ведомой шестерен при их изготовлении. Цепной привод по сравнению с шестеренчатым создает при работе значительно меньший шум. Цепные приводы газораспределения целесообразно применять при верхнем расположении распределительного вала. 
На двигателях автомобилей ВАЗ-2101 распределительный вал установлен в специальном корпусе на головке блока цилиндров. На переднем конце вала закреплена ведомая звездочка / (рис. 26), соединенная двухрядной цепью 2 с ведущей звездочкой 5 коленчатого вала. Натяжение цепи осуществляется башмаком 6, на который воздействуют пружины натяжного устройства 7. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи имеется успокоитель 3. Цепью газораспределительного механизма также приводится во вращение звездочка 4 масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса. 
На некоторых двигателях расположенные на головках блока распределительные валы приводятся во вращение зубчатыми ремнями, изготовленными из синтетических материалов. Зубчатые ремни работают бесшумно и не нуждаются в смазке. 
Толкатели передают движение от кулачков распределительного вала штангам. На двигателе ЗИЛ-130 толкатели 19 (см. рис. 25) выполнены в виде стаканов с наплавленной из легированного чугуна сферической рабочей поверхностью. В гнездах блока толкатели движутся 
44

 
Рис 25 Детали механизма газораспределения  двигателя ЗИЛ-130

Рис. 26. Цепной привод распределительного вала двигателя  ВАЗ-2101

 
возвратно-поступательно. Для равномерного износа толкателя ему сообщается вращательное движение за счет небольшой  конусности кулачка, с которым сферической  поверхностью соприкасается толкатель. На двигателях ЯМЗ-236 толкатели выполнены  в виде одноплечих рычагов, опирающихся  на кулачки и качающихся на оси 11 (см. рис. 9). 
Штанги передают усилия от толкателей к коромыслам. Штанги изготовляют из стали или алюминиевого сплава. В последнем случае на них напрессовывают стальные наконечники. Штанги 18 (см. рис. 25) двигателя ЗИЛ-130 стальные, имеют сферические закаленные головки. 
Коромысла 14 представляют собой двуплечие рычаги, качающиеся на осях 13. Положение коромысел на оси фиксируют распорные пружины. В полую ось коромысел через одну из стоек 16 подается под давлением масло для смазки втулок коромысел. Плечо коромысла, обращенное к штанге, имеет регулировочный винт 15 с контргайкой для регулировки теплового зазора. Головка винта выполнена сферической под наконечник штанги. Чтобы уменьшить ход толкателя и штанги, плечо коромысла, обращенное к ним, делается короче плеча, действующего на клапан.

Регулировка температурного зазора в клапанах
 
Температурный зазор постепенно изменяется вследствие износа деталей и нарушения  регулировок. При недостаточном  зазоре возможна негерметичная посадка  клапана на седло. При этом двигатель  перегревается и его мощность понижается. С увеличением зазора уменьшается период открытия клапана  и также снижается мощность двигателя. Работа двигателя при увеличенных  тепловых зазорах сопровождается характерным  стуком. Поэтому тепловые зазоры в  клапанах периодически проверяют и  регулируют. 
Проверку и регулировку зазоров производят, как правило, на холодном двигателе. На двигателе ЗИЛ-130 зазор между коромыслом и стержнем клапана устанавливают в пределах 0,25—0,30 мм как для впускных, так и для выпускных клапанов регулировочными винтами 15 (см. рис. 25).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Практическая  работа №3

Устройство  элементов системы  охлаждения

 
Назначение  и схемы систем охлаждения 
Система охлаждения служит для поддержания оптимального температурного режима двигателя путем регулируемого отвода тепла от наиболее нагревающихся деталей. 
Высокая температура газов во время рабочего хода вызывает интенсивный нагрев деталей, напосредственно соприкасающихся с горячими газами (цилиндры, головки цилиндров, поршни, клапаны). На нагрев деталей двигателя затрачивается 20—35% тепла, выделяющегося при сгорании топлива в цилиндрах. Если это тепло не отводить, т. е. не охлаждать двигатель, то на многих движущихся деталях масло выгорит и вследствие чрезмерного расширения произойдет их заедание. Чтобы избежать перегрева деталей, от них принудительно отводится тепло в зависимости от режима и условий работы двигателя. При недостаточном отводе тепла двигатель перегревается, не развивает максимальной мощности, увеличивается расход топлива, а детали двигателя из-за недостаточной смазки быстро изнашиваются. В случае чрезмерного отвода тепла, т. е. при переохлаждении двигателя, также ухудшается его топливная экономичность и значительно снижается срок службы. Поэтому двигатель следует охлаждать до оптимальной температуры, обеспечивающей получение максимальной мощности и высокой экономичности, а также длительного срока службы (моторесурса) двигателя. 
Принудительный отвод тепла в двигателях может осуществляться с помощью жидкости (жидкостная система охлаждения) или воздуха (воздушная система охлаждения). На автомобильных двигателях жидкостные системы охлаждения получили наибольшее распространение, так как они по сравнению с системами воздушного охлаждения более эффективны в работе, создают меньший шум и обеспечивают более легкий пуск двигателя в условиях низких температур. 
Принципиальная схема жидкостной системы охлаждения двигателя показана на рис. 33. Вокруг цилиндров 11 двигателя и их головок имеется пространство (рубашка охлаждения), заполняемое охлаждающей жидкостью. В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или специальные жидкости, называемые антифризами. Рубашка охлаждения соединена патрубками 8 я 15 с радиатором 2 устройством, служащим для охлаждения нагретой жидкости. Радиатор и рубашка заполняются жидкостью через заливную горловину, закрываемую пробкой 5. В пробке имеются клапаны, через которые внутренняя полость системы охлаждения сообщается с атмосферой. Такая система охлаждения называется закрытой. В закрытых системах охлаждения поддерживается избыточное давление (до 100 кН/м2), вследствие чего температура кипения охлаждающей жидкости повышается. 
Другая особенность системы охлаждения этого двигателя заключается в способе поддержания оптимального температурного режима, обеспечиваемого двухклапанным термостатом 2. 
Когда двигатель не прогрет, нижний" клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор. В этом случае жидкость нагнетается насосом 11 в рубашку 10 блока цилиндров и затем в рубашку 7 головки блока. Выходящая из передней части головки блока жидкость подходит к верхнему клапану термостата и попадает вновь в насос. Вследствие циркуляции этой части жидкости двигатель быстро прогревается. Одновременно меньшая часть жидкости попадает из рубашки головки в рубашку 6 впускного трубопровода и рубашку смесительных камер карбюратора, а при открытом кране 8 — в радиатор 9 отопителя салона.
Устройство  жидкостной системы охлаждения
 
Радиатор является теплообменником, в котором передается тепло )от воды потоку воздуха. В верхнем бачке 6 (рис. 35) радиатора имеется горловина 8, через которую система заполняется  охлаждающей жидкостью. Горловина  герметично закрыта пробкой 7, снабженной двумя клапанами. Паровой клапан 3 (рис. 36), прижимаемый к торцу  горловины 5 сильной пружиной 4, открывается  для выпуска пара из системы при  избыточном давлении 45—55 кН/м2. Воздушный  клапан

 
Рис. 35. Радиатор и жалюзи автомобиля ГАЗ-53А

 
2, имеющий слабую пружину 1, открывается  при падении давления до 10 кН/м2  вследствие остывания жидкости. 
В нижнем бачке 3 (см. рис. 35) радиатора установлен кран 2 для слива жидкости из системы. Верхний и нижний бачки сообщаются рядами плоских трубок с припаянными к ним пластинами, образующими необходимую охлаждающую поверхность. Оба бачка, трубки и пластины такого радиатора, называемого трубчато-пластинчатым, для лучшей отдачи тепла выполнены из латуни. Иногда остов 10 радиатора делают трубчато-ленточным. У такого радиатора для увеличения площади теплоотдачи между трубками проложены гофрированные ленты на всю ширину остова. Охлаждающая жидкость поступает в радиатор через трубу 9, а отводится из него через трубу /. Радиатор закреплен на раме автомобиля впереди двигателя на резиновых подушках.

 
Водяной насос
 
Водяной насос центробежного типа обеспечивает циркуляцию жидкости в  Системе охлаждения. Корпус водяного насоса двигателя

 
Рис. 36. Пробка радиатора: а — открыт паровой клапан; 6 — открыт воздушный  клапан
 

 
Рис. 37. Водяной насос и вентилятор двигателя ЗИЛ-130

 
 
ЗИЛ-130 состоит из двух частей — чугунного  корпуса 4 (рис. 37) подшипников и алюминиевого корпуса 5 крыльчатки. Вал 10 насоса вращается  в двух шарикоподшипниках 8 и 9, снабженных сальниками для удержания смазки. На одном конце вала закреплена пластмассовая  крыльчатка 6 с металлической ступицей. В крыльчатке установлен самоподжимной  сальник 7, вращающаяся текстолитовая  шайба которого прижимается пружиной к торцу корпуса подшипников. Самоподжимной сальник препятствует утечке жидкости из насоса. I [а другом конце вала размещена ступица 1 привода  водяного насоса н вентилятора 2. К  ступице болтами прикреплен трехручьевой шкив 3. 
Привод водяного насоса и вентилятора осуществляется клино-ременной передачей. Шкив коленчатого вала двумя ремнями соединен со шкивом 3, приводящим в работу водяной насос и вентилятор. При вращении вала насоса жидкость поступает к центру крыльчатки, захватывается ее лопастями и под действием центробежной силы отбрасывается к корпусу крыльчатки, где собирается в специальном канале (улитке) и направляется к выходному патрубку. При угловой скорости коленчатого вала двигателя, равной 300 рад/с, производи- 
 
Рис. 38. Установка термостата на двигателе ЗИЛ-130: а — заслонка термостата закрыта; б — заслонка термостата открыта

 
тельность насоеа составляет 240 л/мин. Эффективное охлаждение двигателя  достигается только при нормальном натяжении приводных ремней.

 

Термостат

Термостат представляет собой автоматический клапан, способствующий ускорению прогрева двигателя и регулирующий в определенных пределах количество жидкости, проходящей через радиатор. 
Термостат 10 (рис., а) установлен в патрубке 8 на выходе жидкости из рубашки охлаждения. Термостаты выполняются с жидкостными и твердыми наполнителями. Термостат с твердым наполнителем имеет толстостенный баллон 1, заполненный смесью2 церезина (нефтяного воска) с медным порошком. Над баллоном размещена направляющая втулка 4 с отверстием для штока 5. Втулка отделена от баллона резиновой мембраной 3. Шток связан коромыслом 9 с заслонкой 7 (клапаном). 
Когда двигатель не прогрет, заслонка закрыта и охлаждающая жидкость не поступает в радиатор. При нагревании церезина он плавится, объем его увеличивается, вследствие чего мембрана 3, буфер 11 и шток 5 перемещаются вверх, пружина 6 растягивается и заслонка 7 открывается. Жидкость начинает циркулировать через радиатор (большой крут циркуляции). Заслонка термостата начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости (70 +- 2) °С, полностью заслонка (рис., б) открывается при температуре (83 +- 2) °С. 
В интервале указанных температур площадь проходного отверстия термостата увеличивается с повышением температуры, вследствие чего автоматически возрастает количество жидкости, поступающей в радиатор. 

·  а - заслонка термостата закрыта;

·  б - заслонка термостата открыта.

В термостатах с  жидкостным наполнителем чувствительный элемент - гофрированный цилиндр  из тонкой латуни - заполнен легко испаряющейся жидкостью (смесью дистиллированной воды и этилового спирта). Когда система  охлаждения не прогрета, давление в  цилиндре понижено и он находится  в сжатом состоянии, закрывая клапан термостата. При нагреве жидкости в цилиндре термостата до определенной температуры ее давление повышается настолько, что цилиндр расширяется  и клапан термостата открывается. Термостаты с твердым наполнителем обладают большей механической прочностью по сравнению с термостатами с жидкостным наполнителем, что позволяет применять их в закрытых системах охлаждения с большим избыточным давлением (двигатели ЗИЛ-130). 
Вентилятор служит для повышения скорости и количества воздуха, проходящего через радиатор. Вентилятор устанавливают обычно непосредственно за радиатором. Лопасти вентилятора 2 (см. рисунок) крепят заклепками к ступице 1. Подача вентилятора зависит от диаметра, числа и угла наклона лопастей, а также частоты вращения его вала. На отечественных автомобильных двигателях вентиляторы имеют четыре, шесть или восемь лопастей. Лопасти изготовляют из листовой стали или пластмасс. Угол наклона лопастей к плоскости вращения составляет 35 - 40°. Для повышения эффективности работы вентилятора его иногда размещают в направляющем кожухе 11 (см. рисунок), закрепленном на радиаторе. С этой же целью концы лопастей отгибают в сторону радиатора. На некоторых двигателях вращение от вала на лопасти вентилятора передается электромагнитной муфтой. Когда двигатель не прогрет, муфта автоматически отключает лопасти от вала, ускоряя прогрев двигателя. 
Жалюзи 5 поворачивают с помощью радиатора рукоятки 4, вследствие чего изменяется расход воздуха через радиатор и этим поддерживают тепловой режим двигателя. На некоторых автомобильных двигателях управление жалюзи осуществляется автоматически.
 
 

Информация о работе Устройство и принцип действия кривошипно-шатунного механизма