Конструкція рухомої групи деталей кривошипно-шатунного механізма.

До рухомих деталей належать поршні, поршневі кільця, шатуни, колінчастий вал.

Поршень забезпечує передачу зусиль на шатун, герметизує камеру згоряння та відводить тепло в систему охолодження. Вимоги до поршнів суперечливі. Поршні мають бути легкими для зменшення сил інерції і в той же час достатньо міцними. Так як вони працюють в умовах високих температур та перемінних за значенням і напрямком сил тиску газів і сил інерції, які за характером близькі до ударних.

Поршні мають форму перевернутої склянки і конструктивно складаються з головки і юбки. Крім того, за функціональними ознаками можна виділити:

- жаровий пояс - відстань від торця днища поршня до канавки під перше компресійне кільце;

- ущільнюючий пояс, який охоплює зону поршневих кілець і забезпечує герметизацію камери згоряння;

- направляючий пояс по довжині юбки, який забезпечує положення поршня, співвісне до осі циліндра;

- бобишки або вузол з'єднання поршня з шатуном.

Верхня площина поршня - днище може бути плоским, випуклим або ввігнутим. В дизелів з нерозділеними камерами згоряння форма днища поршня наближається до форми факела розпилюваного палива. Бокова сила N, що діє на поршень, навантажує тільки частину бокової поверхні юбки з кутом при вершині β > 80 ... 100°. Неробоча частина юбки під час роботи завдяки нагріву деформується таким чином, що її розміри в напрямку осі пальця зростають.

Рис. 4. Рухомі деталі КШМ:

1 - шків; 2 - храповик; З - шестерня; 4 - шайба; 5 - біметалеві шайби; 6 - вкладиш корінного підшипника; 7 - шатунна шийка; 8 - корінна шийка; 9 - щока; 10 - масляний канал; (і - шатун; 12 - поршень; 13 - дренажна канавка; 14 - маслоскидний гребінь; 15 - маслозгінна канавка; 16 - зубчастий вінець; 17 - набивка; 18 - підшипник; 19 - фланець; 20 - болт; 21 - маховик; 22 - прокладка; 23 - набивка; 24 - кришка корінного підшипника; 25 - масляний канал; 26 - заглушка; 27 - вусик; 28 - антифрикційний шар; 29 - противага

Для того, щоб уникнути заїдання поршня в циліндрі його юбці надають в поперечному перерізі еліптичну або овальну форму.

У бензинових двигунах можуть застосовуватись поршні таких конструкцій:

- монометалеві поршні без прорізів;

- монометалеві поршні з поперечними та повздовжніми прорізами П - подібної або Τ - подібної форми на юбці для зменшення нагрівання юбки при роботі та підвищення її пружності;

- біметалеві поршні з терморегулючими (інварними) вставками в направляючому поясі; інвар - нікелевий сплав з 36% Ni та 64% Fe. При нагріванні поршнів стальні або інварні пластини, які мають менший коефіцієнт лінійного розширення (в 10 раз) перешкоджають тепловому розширенню направляючого пояса. За рахунок цього такі поршні допускають менші монтажні зазори.

Поршні дизелів працюють в більш важких умовах, їх виготовляють з потовщеними стінками, прорізи на юбці не роблять.

Матеріали для виготовлення поршнів - алюмінієві сплави з додатками міді, кремнію, нікелю, магнію, титану. (АЛ-1; АК-2; АК-4)

Поршневі кільця за призначенням розділяються на компресійні та маслознімні. Компресійні кільця працюють у важких умовах, особливо верхнє. Для надійного ущільнення бажано, щоб кільце притискувалось до стінки циліндра з рівномірним тиском протягом всього строку служби. Для цього їх виготовляють з початковим нерівномірним тиском по колу в більшості випадків з сірого чавуну. Найбільш просту форму мають кільця прямокутного перерізу, кільця конічного перерізу (рис. 9.6, поз. 2 і 6) краще приробляються, а трапецієвидні кільця менш схильні до пригоряння. Маслознімні кільця призначені для регулювання кількості масла на стінках гільзи циліндрів. їх виготовляють суцільнометалевими з прорізями (рис. 9.6, поз. 8) або набірними з декількох кілець.

Рис. 5. Форми поршневих кілець: а - дизелі; б - двигуни з іскровим запалюванням; 1 - трапецієвидне; 2 - з конічною поверхнею; 3 - з конічною поверхнею і підрізом; 4 - маслознімне з розширювачем; 5 - бочкоподібної форми; 6 - з конічною поверхнею зі скосом; 7 - з підрізом; 8 - маслознімне з дренажними отворами і вузькою перемичкою; 9 - маслознімне набірне.

Поршневі пальці. Поршневий палець під час роботи зазнає дії високих механічних навантажень, змінних за величиною і напрямком. Під дією ударних навантажень у поршневому пальці виникають напруги згинання, стиснення і зрізу. Крім того, палець спрацьовується по зовнішній робочій поверхні.

Отже, поршневий палець повинен бути міцним, оскільки він передає великі зусилля на шатун; жорстким, щоб прогинання його не досягало значної величини, бо це призводить до швидкого спрацювання опорних поверхонь; легким, оскільки він бере участь у зворотнопоступальному русі поршня і велика маса його збільшуватиме сили інерції поступально рухомих мас.

Конструкція поршневого пальця залежить від типу з'єднання пальця з поршнем і шатуном. За видом з'єднань пальця з шатуном і поршнем розрізняють два основні способи кріплення пальця:

- палець нерухомо закріплений в головці шатуна і може повертатися в бобишках поршня;

- палець вільно повертається в головці шатуна і в бобишках поршня (плаваючий палець), але з поршня не висовується.

Палець, закріплений у головці шатуна, затягують болтом, який потім шплінтують. Верхня, головка шатуна при такому способі кріплення на спрацювання не впливає; тому її довжину зменшують, а це веде до зменшення маси шатуна і скорочення розрахункової довжини пальця, а отже, його прогинання. Збільшення опорної поверхні бобишок за рахунок зменшення довжини головки, пов'язані із зменшенням відстані між опорами пальця, визначають порівняно малий ступінь спрацювання тертьової поверхні пальця.

Плаваючий палець не закріплений ні в поршні, ні в шатуні, а вільно повертається як в бобишках поршня, так і у верхній головці шатуна. Внаслідок цього плаваючий палець спрацьовується менше, причому рівномірно по всій зовнішній поверхні, що є основною перевагою цієї конструкції порівняно з описаною вище. Плаваючий палець зручний при монтажі; для нього менш можливе заїдання.

Обмежують осьове переміщення плаваючого пальця пружинними кільцями, встановленими в проточках бобишок поршня, або заглушками з м'якого металу (алюмінію чи латуні).

Пружинні замки виконують у вигляді кілець круглого або прямокутного перерізу (рис. 120, а).

Найбільш простими у виготовленні є пальці з циліндричною поверхнею. Для зменшення ваги внутрішні поверхні пальців роблять конічними.

Матеріал для виготовлення пальців повинен мати високу міцність і в'язкість. Ці вимоги задовольняють сталі 20, 15Х, 15ХА, 15ХМА,

20Г та ін. Пальці для форсованих двигунів (наприклад, Д-12А) виконують з високолегованих сталей І2Х2Н4А, 12XH3A і 18ХНМА.

Для одержання твёрдого зносостійкого поверхневого шару та досить міцної і в'язкої, серцевини поршневі пальці цементують на глибину 0,8—1,7 мм з подальшим загартуванням та відпуском.

Для пальців карбюраторних двигунів використовують сталі 45, 45ХА. Зовнішню поверхню таких пальців загартовують за допомогою струмів високої частоти на глибину 1—1,5 мм. Після термообробки твердість зовнішньої циліндричної поверхні пальця повинна становити HRC = 55 — 65.

Для підвищення втомної міцності зовнішню циліндричну поверхню пальця шліфують і полірують. Чистота обробки поверхні повинна відповідати приблизно 10-му класу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Конструкція нерухомі групи деталей кривошипно-шатунного механізму	\|	Шатунна група

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.