Контрольная работа: Технічне обслуговування та ремонт кривошипно-шатунного механізму

У дизелях і карбюраторних двигунах застосовують комбіновані азбостальні або мідноазбестові прокладки.

Найпоширеніші азбостальні прокладки складаються з каркасу тонкостінної м'якої сталі, по обидва боки якого встановлено листи пресованого азбесту. Вікна і отвори прокладки облаштовують також стальним листом. Щоб прокладка не прилипала до блоку або головки, її поверхню вкривають тонким шаром графіту.

1.2 Деталі групи поршня та шатуна

Поршень з компресійними тамаслознімними кільцями, поршневим пальцем і деталями його кріплення складають поршневу групу (рис 1.2.). Поршнева група разом з циліндром і головкою блока циліндрів утворює змінний об'єм, в якому відбуваються робочі цикли.

Шатун шарнірно з'єднує поршень з колінчастим валом. При роботі двигуна шатун передає зусилля від поршня до колінчастого вала і, навпаки, від колінчастого вала допоршня, залежно від співвідношення сил, діючих в даний момент від поршня іколінчастого вала.

Поршень – відповідальна деталь двигуна, оскільки за його допомогою здійснюються всі процеси: всмоктування й стиск свіжого повітря або пальної суміші, сприймання тиску газів під час спалаху і згоряння пальної суміші та передача сили через поршневий палець і шатун на колінчастий вал. Виготовляється поршень з алюмінієвого сплаву.

Поршень працює у надзвичайно несприятливих умовах: велике ударне навантаження; висока змінна швидкість руху (5… 15 м/с), внаслідок чого виникають значні сили інерції; висока температура (Ю00…2500 °С); утруднені умови мащення та охолодження.

Матеріал поршня повинен бути міцним, стійким проти спрацювання, повинен зберігати механічну міцність при високих температурах. Поршні сучасних тракторних дизелів виготовляють з високостійких алюмінієвих сплавів, які добре проводять тепло, легкі. Недоліком таких поршнів є те, що вони дуже розширюються при нагріванні і спрацьовуються.

Поршень складається з днища А (рис. 1.5.), ущільнювальної частини Б і направляючої – В. У днищі поршня розміщена частина камери згоряння (двигун з роздільною камерою згоряння), або вся камера (двигун з нероздільною камерою). Камери згоряння, розташовані в днищі поршня, бувають напівсферичні (сферичні), типу ЦНІДІ та тороїдальні. На ущільнювальній і направляючій частинах поршня виконано канавки для поршневих кілець, на бокових стінках виготовлено бобишки з отворами і канавками для встановлення поршневого пальця і стопорних кілець.для його фіксації.

При роботі двигуна днище поршня нагрівається до 200…400 °С, а направляюча частина (юбка) до100…150 °С. Через різницю температур нагрівання поршня і циліндра (останній має примусове охолодження) зазор між ними змінюється – від максимального при пуску холодного двигуна до мінімального при роботі нагрітого з повним навантаженням.

Рис. 1.5. Поршень та розподілення тиску газів на поршневі кільця:

1 – стопорне кільце; 2 – поршневий палець; 3 – бобишка; 4 – канавки для компресійних кілець; 5 – маслознімне кільце: 6 – компресійне кільце; 7 – канавки для маслознімних кілець

Для нормальної роботи двигуна між поршнем і циліндром повинен бути мінімальний зазор 0,1. – 0,3 мм. Але при цьому повинен забезпечуватись вільний хід поршня у циліндрі і наявність масляної плівки між ними для зменшення тертя і кращого ущільнення.

Щоб усунути заклинювання поршня в циліндрі при роботі двигуна, поршень виконують конусним по висоті, еліптичного перерізу, з нерівномірним розподілом маси металу в стінках. Діаметр днища поршня при цьому менший діаметра юбки.

Юбки поршнів різних двигунів бувають циліндричними, конусними, овальними, конусоовальними. Форми юбки, відмінні від циліндричної, передбачають компенсацію її нерівномірного розширення при роботі двигуна.

Поршні комплектують за масою, зовнішнім діаметром юбки і діаметром отвору під поршневий палець. Позначення розмірної і масової групи наносять на днище поршня. Різниця маси поршнів в одному комплекті не повинна перевищувати 7 г.

Поршневі кільця призначені для забезпечення щільного рухомого з'єднання між поршнем і гільзою цилідра та відведення частини теплоти від днища поршня до дзеркала гільзи циліндра.

За призначенням кільця поділяють на компресійні (ущільнювальні), які встановлюють по 3–4, і маслознімні.Компресійні кільця встановлюють в канавках 4 поршня (Рис. 1.5.).

Маслознімні кільця встановлюють в канавках напрямної частини поршня. Вонизнімають з дзеркала циліндра зайве масло і відводять його в картер через отвори Е вкільцях і масловідвідних каналах К в канавках поршня, а масло, яке залишаєтьсярівномірно розподіляють по дзеркалу.

Маслознімні кільця скребкового типу (Рис. 1.6.) встановлюються по 2 в одній канавці виточками до юбки поршня, їхня робоча поверхня вкривається шаром хрому. Кільця діють не залежно одне від одного, тому добре припрацьовуються до профілю стінки гільзи і забезпечують роботу двигуна з незначною витратою масла. Основна їх перевага – технологічність виготовлення.

а б в

г

Рис. 1.6. Конструкція і дія маслознімних кілець: а – дія кільця при переміщенні поршня вниз; б – дія кільця при переміщенні поршня вгору; в – збірне кільце; 1 – масловідвідний канал; 2 – поршень; 3 – гільза; 4 – кільце коробчатого типу; 5 – канал в поршні; 8 – плоскі стальні кільця; 9 – осьовий розширювач; 10 – радіальний розширювач

Збірні маслознімні кільця краще знімають масло зі стінок циліндра. Вони складаються з двох стальних дискових кілець 8, між якими встановлюють розширювачі – осьовий 9 і радіальний 10. Радіальний розширювач виготовлений із стальної пластини, яка завдяки своїй пружності збільшує тиск кілець на дзеркало.

Поршневий палець призначений для шарнірного з'єднання поршня з шатуном. Оскільки на палець діє значне ударне навантаження, його виготовляють з міцного, твердого і в'язкого матеріалу – маловуглецевої сталі, а його робочу поверхню для забезпечення достатньої твердості цементують, загартовують, а потім шліфують і полірують.

Для зменшення маси пальців їх виготовляють порожнистими – у вигляді трубки з товстими стінками. Під час роботи на прогрітому двигуні (температура охолоджувальної рідини понад 85 °С) палець може вільно прокручуватись відносно поршня і шатуна, тому його називають плаваючим. Щоб палець під час роботи двигуна не переміщувався в осьовому напрямку і не пошкоджував при цьому дзеркало гільзи циліндра, його закріплюють. Способи фіксації пальців наведено на рис. 1.8.