Кривошипно-шатунный механизм

  • 02 окт. 2010 г.
  • 9889 Слова
1. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
1. Общие сведения и классификация
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Детали КШМ участвуют в совершении рабочего процесса и воспринимают механические и тепловые нагрузки.
Кривошипно-шатунный механизм является основным рабочим механизмом поршневого двигателявнутреннего сгорания. На рис. 1.1 показаны схемы кривошипно-шатунных механизмов, применяемых в двигателях.
Тронковый кривошипно-шатунный механизм (рис. 1.1а) наиболее часто применяется в двигателях простого действия. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала при помощи шатуна, сочлененного шарнирно верхней головкой с поршневым пальцем и нижней головкой сшейкой колена вала. Рабочая полость располагается над поршнем в цилиндре, закрытом крышкой.
Крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм изображен на рис. 1.1б. Поршень в данном механизме соединяется с шатуном при помощи жестко связанного с поршнем штока и крейцкопфа, совершающих поступательное движение. При таком сочленении поршень разгружается от нормальной силы, так как ее действие переносится накрейцкопф; вследствие этого становится возможным создание второй рабочей полости в цилиндре под поршнем. При этом шток должен проходить через нижнюю крышку со специальным сальником, обеспечивающим герметичность полости под поршнем. Крейцкопфная система кривошипно-шатунного механизма применяется в тихоходных двигателях простого действия большой мощности, а также в двигателях двойного действия.
Тронковыйкривошипно-шатунный механизм двигателя с V-образным расположением показан на рис. 1.1в.
[pic]  [pic][pic]
а б в
Рис. 1.1. Схемы кривошипно-шатунных механизмов двигателей внутреннего сгорания
На автомобильных и тракторных двигателях применяют центральные (аксиальные) (рис. 1.2а), смещенные (дезаксиальные) (рис. 1.2б) тронковые кривошипно-шатунные механизмы.
В центральном КШМ ось цилиндра пересекает оськоленчатого вала. В дезаксиальном КШМ ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала, а смещена относительно нее на некоторое расстояние е. Смещение оси цилиндра уменьшает разницу в давлениях на правую и левую стороны цилиндра. Во время рабочего хода давление поршня на стенку цилиндра уменьшается, а во время хода сжатия – увеличивается, что в общем дает более равномерный износ двигателя. К преимуществамдизаксиального механизма следует отнести меньшую скорость поршня около верхней мертвой точки (ВМТ), благодаря чему улучшается процесс сгорания, который приближается к условиям сгорания при постоянном объеме. Величина смещения е обычно откладывается в направлении вращения коленчатого вала. Для современных двигателей относительное смещение, или дезаксаж, – отношение смещения е к радиусу кривошипа r находится в пределах0.04–0.10. Наибольшее распространение получил центральный КШМ, кинематический и динамический анализ работы которого рассматривается ниже.
[pic]  [pic]
а б
Рис. 1.2. Схемы тронковых кривошипно-шатунных механизмов двигателей внутреннего сгорания
2. Конструкция кривошипно-шатунного механизма
Условно элементы КШМ можно разделить на две группы: неподвижные и подвижные. К неподвижным элементамотносятся блок цилиндров, головка блока цилиндров, картер с подшипниками коленчатого вала и поддоном, соединяющие их детали. Все это образует остов двигателя. Подвижными элементами механизма являются поршень, поршневые кольца, поршневой палец, шатун с подшипниками, коленчатый вал с маховиком, соединяющие их детали.
1.2.1. Остов двигателя
Элементы остова при работе двигателя нагружены силамидавления газов и силами инерции движущихся частей. Вследствие этого элементы остова должны быть связаны между собой в общую жесткую систему во избежание недопустимых деформаций отдельных звеньев.
Конструктивное оформление остова зависит от общей компоновки двигателя и его назначения. Размеры внутренних полостей определяются в основном...
tracking img