Двигун – мабуть, найвідповідальніший агрегатв автомобілі. Саме він виробляє момент, що крутить, для подальшого руху машини. В основі конструкції ДВЗ лежить кривошипно-шатунний механізм. Призначення та влаштування його буде розглянуто у нашій сьогоднішній статті.
конструкція
Отже, що це за елемент двигуна?
Цей механізм приймає енергію тиску газів і перетворює їх у механічну роботу. КШМ двигуна внутрішнього згоряння об'єднує кілька складових, а саме:
- поршень;
- шатун;
- колінчастий вал із вкладишами;
- кільця та втулки.
У сукупності вони утворюють циліндро-поршневугрупу. Кожна деталь кривошипно-шатунного механізму виконує свою роботу. У цьому елементи взаємопов'язані між собою. Кожна деталь має свій пристрій та призначення. Кривошипно-шатунний механізм повинен витримувати підвищені ударні та температурні навантаження. Це зумовлює надійність силового агрегату загалом. Далі ми докладно розповімо про кожну з наведених вище складових.
поршень
Дана деталь кривошипно-шатунного механізмусприймає тиск газів, що розширюються після запалення горючої суміші в камері. Поршень виготовляється із сплавів алюмінію та здійснює зворотно-поступальні рухи в гільзі блоку. Конструкція поршня поєднує головку і спідницю. Перша може мати різну форму: увігнуту, плоску або опуклу.
На 16-клапанних двигунах ВАЗ найчастіше використовуються поршні з виїмками. Вони служать для запобігання зіткненню головки поршня з клапанами у разі обриву ременя ГРМ.
кільця
Також у конструкції є кільця:
- маслознімне;
- компресійні (дві штуки).
Останні перешкоджають витокам газів у картердвигуна. А перші служать для видалення надлишків олії, що залишається на стінках циліндра під час здійснення ходу поршня. Щоб поршень з'єднався з шатуном (про нього ми розповімо нижче), його конструкції також передбачені бобишки.
Шатун
Робота кривошипно-шатунного механізму необходиться без цього елемента. Шатун передає штовхальні зусилля від поршня на колінвал. Дані деталі машин та механізмів мають шарнірне з'єднання. Зазвичай шатуни виготовляються шляхом кування або штампування. Але на спортивних двигунах використовуються литі титанові елементи. Вони більш стійкі до навантажень і деформуються у разі великого поштовху.
- верхньої голівки;
- стрижня;
- нижньої голівки.
Вгорі даний елемент з'єднується з поршнем припальця. Обертання деталі здійснюється в тих самих бобишках. Такий тип пальця називається плаваючим. Стрижень у шатуна має двотавровий перетин. Нижня частина є розбірною. Це потрібно для того, щоб проводити його демонтаж з колінчастого валу у разі несправностей. Нижня головка з'єднується з шийкою колінчастого валу. Пристрій останнього ми розглянемо зараз.
Колінчастий вал
Цей елемент є основною складовою вбудову кривошипно-шатунного механізму. Призначення їх у наступному. Колінчастий вал приймає навантаження від шатуна. Далі він перетворює їх у момент, що крутить, який згодом передається на коробку через механізм зчеплення. На кінці валу закріплено маховик. Саме він є заключною частиною конструкції двигуна. Може бути одно- та двомасовим. На кінці має зубчастий вінець. Він потрібен для зачеплення із шестернею стартера у разі запуску двигуна. Що стосується самого валу, він виготовляється з високоміцних сортів сталі та чавуну. Елемент складається з шатунних та корінних шийок, що з'єднуються «щоками». Останні обертаються у вкладишах (підшипники ковзання) та можуть бути роз'ємними. Усередині щік та шийок є отвори для подачі олії. Мастило проникає під тиском від 1 до 5 Бар, залежно від навантаженості ДВЗ.
Під час роботи двигуна може виникатидисбаланс валу. Щоб його запобігти, у конструкції передбачено гасник крутильних коливань. Він є двома металевими кільцями, що з'єднуються через пружне середовище (моторне масло). На зовнішньому кільці гасника є ремінний шків.
Типи ЦПГ
На даний момент існує кількарізновидів циліндропоршневої групи Найбільш популярна – рядна конструкція. Вона застосовується на всіх 4-циліндрових двигунах. Також є рядні "шістки" і навіть "вісімки". Ця конструкція передбачає розміщення осі циліндрів в одній площині. Рядні двигуни відрізняються високою збалансованістю та малою вібрацією.
Існує також і V-подібна конструкція, яка пішла від американців. Схема кривошипно-шатунного механізму V-8 представлена на фото нижче.
Як бачите, тут циліндри розташовуються у двохплощинах. Зазвичай вони знаходяться під кутом від 75 до 90 градусів щодо один одного. Завдяки такій конструкції, можна суттєво заощадити місце у підкапотному просторі. Прикладом можуть бути 6-циліндрові мотори від «Опель» С25ХЕ. Цей V-подібний двигун легко розміщується під капотом поперечно. Якщо взяти рядну "шістку" від передньопривідного "Вольво", вона помітно приховуватиме місце під капотом.
Але за компактність доводиться платити меншоювібростійкістю. Ще одна схема розміщення циліндрів – опозитна. Практикується на японських автомобілях "Субару". Осі циліндрів розміщені також у двох площинах. Але, на відміну від V-подібної конструкції, тут вони знаходяться під кутом 180 градусів. Основні плюси – низький центр тяжіння та відмінне балансування. Але такі двигуни дуже дорогі у виробництві.
Ремонт та обслуговування кривошипно-шатунного механізму
Обслуговування будь-якого КШП передбачає лише регулярну заміну олії у двигуні. У разі ремонту приділяється увага наступним елементам:
- Кільцям поршнів. При заляганні вони змінюються нові.
- Вкладишам колінчастого валу. При суттєвому виробленні або провертанні підшипника ковзання – заміна на новий.
- Поршневим пальцям. Вони теж мають вироблення.
- Самим поршням. При детонації можливий прогар голівки, що спричиняє зниження компресії, троїння, жор масла та інші неполадки з двигуном.
Найчастіше подібні несправності виникають принесвоєчасної заміни олії та фільтра, а також при використанні низькооктанового бензину. Також ремонт КШМ може знадобитися при постійних навантаженнях та високому пробігу. Деталі машин та механізмів зазвичай мають високий запас міцності. Але є випадки, коли вкладиші провертало вже на 120 тисяч кілометрів, прогоряли клапани та поршні. Усе це є наслідком невчасного обслуговування силового агрегату.
Отже, ми з'ясували, що є кривошипно-шатунним механізмом, з яких елементів він складається.
