Кривошипный механизм (стр. 3 из 3)

Валы четырехцилиндровых рядных двигателей имеют три опоры (две крайние и одна средняя, рис. 13, а) или четыре опоры (по две около крайних колен, рис. 13, б), а также пять (две крайние и остальные между коленами); повышение количества опор увеличивает жесткость вала и картера двигателя, что сокращает износ подшипников. Однако при этом усложняется устройство вала и картера и увеличивается длина.

Продолжения 1 щек колен (см. рис. 13, б) представляют собой противовесы, назначением которых является уравновешивание центробежных сил щек и шатунных шеек; это уравновешивание снижает износ коренных шеек, их подшипников и улучшает плавность работы двигателя.

Снижение центробежных сил шатунных шеек достигается выполнением этих шеек пустотелыми.

Передний конец 5 вала используется для крепления шестерни привода к распределительному механизму, шкива для ременной передачи к вентилятору и пускового храповика; к фланцу 3 заднего конца вала крепится маховик. Коренные подшипники выполняются так же, как и шатунные, в виде подшипников скольжения, с заливкой антифрикционного сплава во вкладыши и в большинстве случаев тонкостенными. Для смазки шатунных шеек в валу имеются сверления 2 (см. рис. 13, б), по которым подается масло от коренных шеек; перед фланцем крепления маховика имеется гребень 4 для отражения масла.

Сокращение хода поршня уменьшает радиус кривошипа и сближает шатунные и коренные шейки вала, что создает перекрытие шеек (см. рис. 13, б). Тогда радиус г коренной шейки (см. рис. 13) становится больше расстояния г от внутренней поверхности шатунной шейки вала до оси вала. Коленчатый вал получает повышенную жесткость и компактность.

Короткоходность поршня увеличивает количество оборотов коленчатого вала с сохранением умеренной скорости поршня, уменьша ет инерционные нагрузки подшипников, сокращает износы поршня и цилиндра (при неизменных оборотах).

Чтобы обеспечить равномерное чередование вспышек и уравновешенность, коленчатые валы шестицилиндровых рядных двигателей чаще всего выполняют по наиболее распространенной форме, изображенной на рис. 14 с порядком работы 1—5—3—6—2—4 (табл. 3).

В V-образных двигателях каждая шатунная шейка коленчатого вала связана с двумя шатунами и одна группа цилиндров немного сдвинута относительно другой (рис. 15—для двигателя ЯМЗ-236, при порядке работы цилиндров 1—4—2—5—3—6). Сдвиг цилиндров у двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 равен 35 мм.

В принятой форме вала для уравновешивания и разгрузки подшипников, помимо противовесов щек вала, имеются выносные массы, расположенные в маховике и закрепленные на передней части вала.

На рис. 16 показаны схемы коленчатого вала и расположения цилиндров V-образного восьмицилиндрового двигателя. Порядок (заботы таких двигателей следующий: 1—5—4—2—6—3—7—8. Угол между плоскостями осей цилиндров обычно равен 1,57 рад (90"); такой угол в сочетании с крестообразным расположением кривошипов коленчатого вала обеспечивает полную уравновешенность двигателя.

Устройство коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130 показано на рис. 17. Для современных валов характерно наличие в каждой шатунной шейке полости 3 для центробежного (за счет центробежных сил вращения) улавливания грязи из масла, подаваемого к шейкам.

Равномерное чередование повышенного количества вспышек и наложение рабочих ходов в отдельных цилиндрах (в одном ход еще не кончился, а в другом начался) создают особенно плавную работу шестицилиндровых и восьмицилиндровых двигателей.

Высокие температуры процессов работы двигателя вызывают нагрев коленчатого вала и некоторое увеличение его длины. Чтобы не

произошло заклинивания вала в торцах подшипников, одна из коренных шеек фиксируется в подшипнике, а между остальными шейками и подшипниками предусматривают необходимые осевые зазоры, измеряемые в долях миллиметра.

Коленчатые валы изготавливают ковкой и штамповкой из углеродистой стали, а также отливкой из магниевого чугуна (двигатель ГАЗ-53); шейки подвергают поверхностной закалке.

Маховик и картер

На заднем конце коленчатого вала размещается массивная дисковая деталь — маховик (рис. 18). Он болтами крепится к фланцу коленчатого вала и снабжен напрессованным стальным зубчатым венцом, служащим для пуска двигателя от электрического стартера. Общее назначение маховика — обеспечить равномерное вращение коленчатого вала путем поглощения энергии от рабочего такта с последующей отдачей ее коленчатому валу для совершения остальных тактов и проведения деталей кривошипного механизма через мертвые точки.

Маховики отливают из серого или сталистого чугуна. На торцовой поверхности маховика наносят метки, показывающие верхнее мертвое положение поршня в первом цилиндре, которые используются при установке зажигания.

В двигателях с количеством цилиндров более четырех рабочие такты протекают с частичным перекрытием, что обеспечивает хорошую равномерность и позволяет кривошипному механизму проходить мертвые точки без помощи маховика. В этих случаях маховик обеспечивает плавную работу на малых оборотах, облегчает трогание автомобиля (за счет вращающейся массы маховика) и способствует пуску двигателя.

Основанием всего двигателя служит картер, отливаемый вместе с блоком цилиндров. В картере имеются стенки, на которых размещаются коренные подшипники коленчатого вала. Эти подшипники для большинства двигателей выполняются тонкостенными, аналогично (латунным; наибольшую длину имеют задний и средний подшипники, как наиболее нагруженные (первый имеет нагрузку от маховика и заднего цилиндра, второй — от средних цилиндров). Штампованный поддон картера (рис. 19) закрывает нижнюю часть двигателя и используется в качестве резервуара для масла. Он штампуется из листовой стали и с прокладками при помощи болтов крепится к картеру.

Соединяются картер с поддоном по осевой плоскости или несколько ниже; последнее способствует повышению жесткости и прочности картера.

К двигателю обычно жестко присоединяется сцепление с коробкой передач; объединение агрегатов (двигатель, сцепление, коробка передач) называется силовым блоком автомобиля. Этот блок крепится к раме при помощи специальных лап, под которые подкладываются резиновые подушки (упругая подвеска). Силовой блок подвешивается в трех или четырех точках. В одном случае блок имеет одну переднюю опору через прилив крышки распределительных шестерен "на кронштейн, устанавливаемый на поперечине рамы, и две задние через лапы картера маховика на кронштейны, прикрепленные к балкам рамы (двигатель ЗИЛ-130). В другом случае блок имеет две передние опоры от двигателя и две задние от картера сцепления (двигатель ГАЗ-53). .

Две передние точки двигателя ЯМЗ-236 крепятся к поперечной балке рамы, а две задние — через кронштейны от коробки передач к раме.

Чтобы упругая подвеска блока не вызывала его продольных смещений, используются специальные продольно расположенные штанги, концы которых крепятся к раме и к двигателю.

В табл. 4 даны размеры и характеристики некоторых двигателей.

Двигатель ЗИЛ-375 автобуса ЛиАЗ-677 отличается от двигателя ЗИЛ-130 в основном большим диаметром цилиндров и, как следствие, большим рабочим объемом и максимальной мощностью.

Использованная литература

1. Яковлев Н. А. Автомобили (устройство). Учеб. пособие для вузов. М., «Высшая школа», 1991. 336 с. с илл.