Работа двигателя внутреннего сгорания основывается на работе кривошипно-шатунного механизма и газо-распределительного двигателя.
Сейчас мы рассмотрим работу кривошипно-шатунного механизма. КШМ воспринимает давление расширяющихся газов и преобразует возвратно-поступательное движение поршней в вращательное движение коленчатого вала.
КШМ можно разделить на две группы:
1. Группа подвижных деталей. Основные подвижные детали: коленчатый вал, маховик, шатуны, поршни, поршневые пальцы, поршневые кольца, крышка шатуна, вкладыши (подшипник скольжения)
2. Группа неподвижных деталей. Основные неподвижные детали: блок цилиндров, головка блока цилиндров (ГБЦ), крыша ГБЦ клапанная крышка, крышка привода ГРМ, поддон картера
Поршни воспринимают давление расширяющихся газов и через шатуны раскручивает коленчатый вал. На поршнях имеются кольцевые канавки для поршневых колец, основная функция которых уплотнительная.
Компрессионные кольца препятствуют прорыву газов из камеры сгорания в картер и также помогают в отводе тепла от поршня.
Маслосъемные кольца снимают и равномерно распределяют масло на стенках цилиндра и не допускают попадание лишнего масла в камеру сгорания.
Сам поршень крепиться к шатуну через поршневой палец. Палец может быть зафиксирован в верхней головке шатуна (горячая посадка). Ещё один вариант плавающий палец. Палец может вращаться как в шатуне, так и в поршне, а от осевого смещения применяются стопорные кольца вставленные в поршне
Шатуны в свою очередь крепятся к шатунным шейкам коленчатого вала, которые соединяются с коренными шейками - щеками, а для балансировки веса к ним могут крепиться или отливаться как одно целое - противовесы. Для уменьшения трения в коренных и шатунных шейках применяются подшипники скольжения (соотв. шатунные вкладыши и коренные вкладыши). Один из коренных вкладышей делается упорным или отдельно устанавливаются упорные полукольца, реже применяются упорные шайбы. Как правило, с одной стороны крепятся шестерни, звездочки или шкивы для привода грм и вспомогательного оборудования. С другой стороны, фланец для крепления маховика. Маховик уменьшает неравномерное вращение коленчатого вала и запасает кинетическую энергию с такта расширения, помогая на подготовительных тактах, а также необходим для запуска двигателя стартером и передачи крутящего момента трансмиссию. Коленчатый вал зафиксируется на блоке цилиндров, крышками коренных подшипников. Блок цилиндров является основой КШМ двигателя в целом, цилиндры будут направляющими для хода поршней, отливаются вместе с блоком или применяются вставные или литые гильзы.
К верхней части блока крепится головка блока цилиндров (ГБЦ) между ними располагается прокладка ГБЦ. ГБЦ закроет цилиндры, образовав рабочие камеры, в которых проходят рабочие циклы двигателя. На этом детали КШМ готовы.
Основные различия конструкции КШМ заключаются: в объеме цилиндров, количестве цилиндров и расположении цилиндров.
Рабочий объем одного цилиндра - это пространство, вытесняемое поршнем от нижней мертвой точки до верхней.
Рабочий объем двигателя равняется суммой рабочего объема всех цилиндров, именно данный объем указывается в характеристиках двигателя одним из первых, чем выше рабочий объем, тем выше мощность при равных других характеристиках, но так же повышается расход топлива.
Объем над верхней мертвой точки называется объем камеры сгорания. Если соединить объем камеры сгорания и рабочий объем цилиндра, то получится полный объем цилиндра. Если соотнести полный объем двигателя и объем камеры сгорания, то мы узнаем такой важный показатель, как степень сжатия двигателя. Оптимально высокая степень сжатия приведет к повышению мощности двигателя без повышения расхода топлива. Бензиновый двигатель с высокой степенью сжатия требует бензин с высоким октановым числом.
Рассмотрим количество и расположение цилиндров.
Двигатели легковых автомобилей начинаются от 3 цилиндров, наибольшее распространение получили 4 цилиндровые двигатели. Бывают и многоцилиндровые двигатели, например, 8 цилиндровые, а 16 цилиндров можно считать пределом производства.
По расположению цилиндров рядные самые распространенные, но в случае большого количества цилиндров, рядные двигатели занимают большое пространство в длину в таком случае используется V-образная компоновка, которая занимает меньше места. Поршни будут в 2 ряда и разведены под определенный угол. Существуют и другие расположения цилиндров, например, W-образный или оппозитный
На этом закончим изучение основ, но заметим, что КШМ может усложнятся балансирными валами или изменяемой степенью сжатия
#ГРМ #КШМ #автомобили #ДВС
Спасибо за прочтение, надеюсь моя статья была вам полезна!