Лабораторна робота №1
Двигун. Кривошипно-шатунний і газорозподільний механізм

Мета роботи: вивчити призначення, кінематичні схеми, конструктивні особливості кривошипно-шатунних і газорозподільних механізмів, а також можливі поломки їхніх елементів.

Методичні вказівки

При вивченні кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів двигунів потрібно звернути увагу на наступне.

Кривошипно-шатунний механізм – основа двигунів внутрішнього згоряння, в залежності від типу двигуна виконується в різних конструктивних схемах. Він включає блок циліндрів, картер, головку блока, деталі поршневої групи, шатун, колінчастий вал.

Необхідно з¢ясувати призначення, будову та взаємозв’язок деталей кривошипно-шатунного механізму (КШМ). З яких основних частин складається кожна деталь і які заходи здійснюються для підвищення довговічності і надійності кожного з них. Детальний розгляд КШМ допомагає зрозуміти протікання робочого циклу у всіх циліндрах двигуна.

Вивчити, як встановлюється колінчастий вал в блоці, як він фіксується від осьових зміщень. Розібрати також способи закріп­лення двигуна на рамі автомобіля і встановлення кінців колінчастого валу в блоці двигуна.

Необхідно знати основні відмінності будови КШМV-подібних двигунів порівняно з одно- і багаторядними.

Призначення газорозподільного механізму: впуск свіжого заряду паливної суміші в циліндри двигуна та випуск відпрацьованих газів згідно зпротіканням робочого процесу.

Всі вітчизняні чотиритактні двигуни мають клапанні механізми газорозподілу. В залежності від розташування клапанів розрізняють два типи механізмів: з нижнім та верхнім розташуванням клапанів. Потрібно уважно вивчити ці типи механізмів розподілу, ясно уявити призначення і будову вхідних до них деталей, їх взаємодію, а також переваги і недоліки механізму кожного типу. При вивченні будови кожної деталі потрібно з¢ясувати, з яких елементів вона складається, з якого матеріалу виготовлена, які конструктивні і технологічні заходи забезпечують підвищення довговічності і надійності деталей механізму. Так, вивчаючи будову клапанів – найбільш навантажених деталей (особливо випускні), звернути увагу на те, що підвищення довговічності випускних клапанів досягається в двигунах автомобілів ЗІЛ-130 і ГАЗ-53А таким чином:

  • на робочу фаску клапана наплавляється кільце із жаростійкого сплаву;
  • в стержні клапана висвердлюється канал, який на 50% заповнюється натрієм для охолодження клапана;
  • клапан обладнується механізмом повороту, що підвищує рівномірність зносу робочої фаски і дозволяє зняти нагар з робочої фаски гнізда.

В процесі роботи двигуна відбувається температурне розширення клапана, тому між штовхачем (коромислом) і стержнем клапана потрібен певний зазор.

Виявити, як впливає на роботу двигуна зміна теплового зазору. Розібратись, як встановлюється певний зазор на двигунах різних автомобілів. Виявити, як фіксується розподільний вал від осьових зміщень, чому в чотиритактних двигунах розподільний вал крутиться в два рази повільніше, ніж колінчастий вал і як це досягається.

Засвоїти призначення міток на розподільних шестернях. При вивченні фаз газорозподілу необхідно ясно уявляти наслідки випередження відкриття і запізнення закриття клапанів, так як у реального двигуна моменти відкриття і закриття клапанів не збіга­ються з ВМТ і НМТ. Наочне уявлення про роботу клапанів дає діаг­рама фаз газорозподілу.

Вияснити, як фази газорозподілу впливають на потужність дви­гуна і що таке "перекриття" клапанів.

Зміст роботи

Вивчити:

  • принцип роботи автомобільного поршневого двигуна;
  • призначення будову, принцип дії і конструктивні особливості кривошипно-шатунних і газорозподільних механізмів двигунів автомобілів різних типів;
  • переваги і недоліки різних конструктивних схем кривошипно-шатунних і газорозподільних механізмів;
  • методи обробки і матеріали, що застосовуються для виготовлення блоків циліндрів, колінчастого валу, поршнів, поршневих кілець, пальців, шатунів, вкладишів.

Записати:

  • тип двигуна, кількість і розташування циліндрів;
  • діаметр циліндра і хід поршня;
  • робочий об’єм і ступінь стиснення;
  • максимальну потужність і кутову швидкість колінчастого валу при максимальній потужності;
  • максимальний крутильний момент і кутову швидкість колінчастого валу при максимальному крутному моменті;
  • кількість корінних і шатунних шийок, фіксацію осьових змі­щень колінчастого валу;
  • тип газорозподільного механізму і кількість кулачків розпо­дільного валу;
  • тепловий зазор в клапанах;
  • кількість опорних шийок і фіксацію розподільного валу від осьових зміщень;
  • тип і форму штовхача;
  • конструктивні відміни випускного клапана від впускного;
  • передатне число розподільних шестерень;
  • тривалість відкриття клапанів в градусах повороту колінчастого валу: впускного і випускного;
  • матеріали блока циліндрів, колінчастого валу, поршня, пальця, кілець, шатунів, вкладишів.

Накреслити:

  • схему дії сил на кривошипно-шатунний механізм;
  • діаграму фаз газорозподілу.

 

Контрольні запитання

1. Принципові відмінності між карбюраторним двигуном і дизельним.

2. Поняття про основні конструктивні параметри двигуна: хід поршня, робочий і повний об’єм циліндра, літраж двигуна, ступінь стиснення.

3. Поняття про порядок роботи двигуна.

4. Поняття індикаторної і ефективної потужності двигуна.

5. Призначення та будова КШМ.

6. Призначення маховика та противаг.

7. Деталі, що запобігають осьовим зміщенням колінчастого валу.

8. Поняття швидкісної характеристики двигуна.

9. Призначення та будова газорозподільного механізму.

10. Призначення теплового зазору в клапанному механізмі та способи його регулювання.

11. Фази газорозподілу та перекриття клапанів.

12. Матеріали деталей кривошипно-шатунного та газорозподільного механізмів.