КШМ принимает давление газов при рабочем ходе и преобразует возвратно-поступательное перемещение поршня во вращательное перемещение коленвала. КШМ складывается из блока цилиндров с головкой, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, поддона и маховика картера.
Блок цилиндров есть главной деталью двигателя, к которой крепятся все детали и механизмы. Блоки цилиндров отливают из чугуна либо алюминиевого сплава. В той же отливке выполнены стенки и картер рубахи охлаждения, окружающие цилиндры двигателя. В блок цилиндров устанавливают вставные гильзы.
Гильзы бывают «влажные» (охлаждаемые жидкостью) и «сухие». На многих современных двигателях используются безгильзовые блоки. Внутренняя поверхность гильзы (цилиндра) помогает направляющей для поршней.
Блок цилиндров сверху закрывается одной либо двумя (в V-образных двигателях) головками цилиндров из алюминиевого сплава. В головке блока цилиндров (ГБЦ) размещены камеры сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания (в дизелях – для свечей накала). В головках ДВС с ярким впрыском кроме этого имеется отверстие для форсунок.
Для охлаждения камер сгорания около них выполнена особая рубаха. На головке цилиндров закреплены подробности газораспределительного механизма. В ГБЦ выполнены впускные и выпускные каналы и установлены вставные седла и направляющие втулки клапанов.
Для герметичности между блоком и ГБЦ устанавливается прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Головка цилиндров сверху закрывается крышкой. Между ними устанавливается маслоустойчивая прокладка.
Поршень принимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава. В верхней части поршня расположена головка с канавками, в каковые вставляются поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая перемещение поршня.
В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца.
При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширится и, в случае если между ним и стенкой цилиндра не будет нужного зазора, заклинится в цилиндре. В случае если же зазор будет через чур громадным, то часть отработанных газов будет прорываться в картер. Это приведет к падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя.
Исходя из этого головку поршня делают меньшего диаметра, чем юбку, а саму юбку в поперечном сечении изготавливают не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большей осью в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. На юбке поршня имеется разрез. Из-за разреза юбки и овальной формы предотвращается заклинивание поршня при работе прогретого двигателя.
Неспециализированное устройство поршней принципиально одинаково, но их конструкции смогут различаться в зависимости от изюминок конкретного двигателя.
Поршневые кольца подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют поршень в цилиндре и помогают для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла со стенок цилиндров и предотвращают проникновение масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна либо стали, имеют разрез (замок).
Количество колец в различных двигателях возможно различным.
Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Палец изготовлен в виде пустотелого цилиндрического стержня, наружная поверхность которого закалена токами высокой частоты. Осевое перемещение пальца в бобышках поршня ограничивается разрезными металлическими кольцами.
Шатун помогает для соединения коленчатого вала с поршнем. Шатун складывается из металлического стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. В верхней головке установлен поршневой палец, а нижняя головка крепится на шатунной шейке коленчатого вала.
Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессовывается втулка, а в нижнюю, складывающуюся из двух частей, устанавливаются тонкостенные вкладыши. Обе части нижней головки скрепляются двумя болтами с гайками. К головкам шатуна при работе двигателя подводится масло.
В V-образных двигателях на одной шатунной шейке коленвала крепится два шатуна.
Коленчатый вал изготавливается из стали либо из высокопрочного чугуна. Он складывается из шатунных и коренных шлифованных шеек, противовесов и щёк. Задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами крепится маховик. На переднем финише коленчатого вала закрепляется ременной звёздочка и шкив привода распредвала.
В шкив возможно интегрирован гаситель крутильных колебаний. Самый распространенная конструкция представляет собой два железных кольца, соединенных через упругую среду (резина-эластомер, вязкое масло).
расположение и Количество шатунных шеек зависят от числа цилиндров и их размещения. Шатунные шейки коленвала многоцилиндрового двигателя выполнены в различных плоскостях, что нужно для равномерного чередования рабочих тактов в различных цилиндрах. Коренные и шатунные шейки соединяются между собой щеками. Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми.
Поверхность коренных и шатунных шеек закаливают токами высокой частоты. В щеках и шейках имеются каналы, предназначенные для подвода масла. В каждой шатунной шейке имеется полость, которая делает функцию грязеуловителя.
В грязеуловители масло поступает от коренных шеек и при вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенках. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцы резьбовые пробки лишь при разборке двигателя. Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными шайбами.
В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются уплотнители и сальники, предотвращающие утечку масла.
В трудящемся двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала весьма громадны. Для уменьшения трения шейки вала находятся в подшипниках скольжения, каковые выполнены в виде железных вкладышей, покрытых антифрикционным слоем. Вкладыши складываются из двух половинок.
Шатунные подшипники устанавливаются в нижней разъемной головке шатуна, а коренные – в крышке и блоке подшипника. Крышки коренных подшипников прикручиваются болтами к блоку цилиндров и стопорятся чтобы не было самоотвертывания. Дабы вкладыши не провертывались, в них делают выступы, а в крышках, головках и сёдлах шатунов – соответствующие им уступы.
Маховик сокращает неравномерность работы двигателя, облегчает его пуск и содействует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленвала болтами с гайками. При изготовлении маховик балансируется вместе с коленчатым валом.
Чтобы при разборке двигателя балансировка не нарушилась, маховик устанавливается на несимметрично расположенные штифты либо болты. Так исключается его неверная установка. В некоторых двигателях для понижения крутильных колебаний, передаваемых на КПП, используются двухмассовые маховики, воображающие собой два диска, упруго соединенные между собой. Диски смогут смещаться относительно друг друга в радиальном направлении.
На ободе маховика наносятся метки, по которым устанавливают поршень первого цилиндра в в.м.т. при установке зажигания либо момента начала подачи горючего (для дизелей). Кроме этого на обод крепится зубчатый венец, предназначенный для зацепления с бендиксом стартера.
Для уменьшения вибрации в рядных двигателях используются балансировочные валы, расположенные под коленчатым валом в масляном поддоне.
Картер двигателя отливается заодно с блоком цилиндров. К нему крепятся подробности кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. Для увеличения жесткости в картера выполнены ребра, в которых расточены гнезда коренных подшипников коленчатого вала.
Снизу картер закрывается поддоном, выштампованным из узкого металлического страницы. Поддон употребляется как резервуар для масла и защищает детали двигателя от загрязнения. В нижней части поддона имеется пробка для слива моторного масла. Поддон крепится к картеру болтами.
Для предотвращения утечки масла между ними устанавливается прокладка.
Неисправности кривошипно-шатунного механизма
К показателям неисправности КШМ относятся: появление посторонних шумов и стуков, падение мощности двигателя, повышенный расход масла, перерасход горючего, появление дыма в отработанных газах.
шумы и Стуки в двигателе появляются в следствии износа его появления и основных деталей между сопряженными подробностями увеличенных зазоров. При износе цилиндра и поршня, и при повышении зазора между ними появляется звонкий железный стук, прекрасно прослушиваемый при работе холодного двигателя. Резкий железный стук на всех режимах работы двигателя говорит об повышении зазора между втулкой и поршневым пальцем верхней головки шатуна.
Усиление стука при резком повышении числа оборотов коленчатого вала говорит об износе вкладышей коренных либо шатунных подшипников, причем стук более глухого тона говорит о износе вкладышей коренных подшипников. При громадном износе вкладышей вероятно падение давление масла. В этом случае эксплуатировать двигатель запрещено.
Падение мощности двигателя появляется при износе либо залегании в канавках поршневых колец, износе поршней и цилиндров, и нехорошей затяжке головки цилиндров. Эти неисправности приводят к падению компрессии в цилиндре. Компрессию контролируют при помощи компрессометра на теплом двигателе. Для этого выкручивают все свечи, и на место одной из них устанавливают наконечник компрессометра. При всецело открытом дросселе прокручивают двигатель стартером в течение 2-3 секунд.
Так последовательно контролируют все цилиндры. Величина компрессии должна быть в пределах, указанных в технических данных двигателя. Отличие в компрессии между отдельными цилиндрами не должна быть больше 1 кГ/см2.
Повышенный расход масла, перерасход горючего, появление дыма в отработанных газах (при обычном уровне масла в картере) в большинстве случаев появляются при залегании поршневых колец либо износе колец и цилиндров. Залегание кольца возможно устранить без разборки двигателя, залив в цилиндр через отверстие для свечи зажигания особую жидкость.
Отложение нагара на доньях камер и поршней сгорания снижает теплопроводность, что приводит к перегреву двигателя, повышение расхода и падение мощности горючего.
Трещины в стенках головки охлаждения блока и рубашки блока цилиндров смогут показаться в следствии замерзания охлаждающей жидкости, заполнения совокупности охлаждения тёплого двигателя холодной охлаждающей жидкостью либо в следствии перегрева двигателя. Через трещины в блоке цилиндров охлаждающая жидкость может попадать в цилиндры. Наряду с этим цвет выхлопных газов делается белым.
