![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм включает в себя шатуны и коленчатый вал и предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Шатуны служат для передачи усилия газов от поршня на коленчатый вал. В звездообразных двигателях применяют два типа шатунов: главные и прицепные. Каждый однорядный звездообразный двигатель имеет один главный 1(рис. 89) и несколько прицепных шатунов 3. Конструктивно в шатуне различают три основные части: верхнюю (поршневую) головку 2, стержень 4, нижнюю или кривошипную головку 5. В звездообразных двигателях обе головки шатуна неразъемные. Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессовывают втулку. Стержень шатуна выполняют двутаврового сечения. Полки стержня расположены в плоскости вращения коленчатого вала и переходят непосредственно в щеки кривошипной головки (у главного шатуна).
рис. 90. Схема работы расточке ее нижней шатуна: а — при цилиндрической расточке ее внутренней поверхности; б—при гиперболической
Кривошипная головка выполняется массивной и обладает большой жесткостью. Нижняя головка главного шатуна имеет две щеки, между которыми располагаются нижние головки прицепных шатунов. Соединение прицепных шатунов с главным осуществляется при помощи пальцев, которые запрессовываются в отверстия щек и специальными пластинами контрятся от проворачивания. На главных шатунах антифрикционный слой заливается не во внутрь нижней головки, а на специальную втулку, которая одновременно используется для подвода масла под давлением к пальцам прицепных шатунов (рис. 90). Нижняя головка прицепного шатуна мало отличается по своей конструкции от верхней. Условия работы шатуна и силы, действующие на него. Шатун связывает вращающийся коленчатый вал и поршень, движущийся возвратно-поступательно. При этом шатун воспринимает и передает на коленчатый вал силы давления газов и инерционные силы (см. рис. 86). Основной нагрузкой шатуна является усилие от наибольшего давления газов в цилиндре. В этом случае шатун работает на сжатие и эти усилия вызывают в нем продольный изгиб. От сил инерции шатун работает на растяжение (когда они направлены к коленчатому валу). Наибольшее растягивающее усилие от сил инерции шатун испытывает при положении поршня в в. м. т. в такте впуска. Кроме того, шатун работает на изгиб от силы инерции собственной массы. Эта сила возникает вследствие сложного переменно-колебательного движения шатуна и приложена в его ц. т., вызывая изгиб шатуна в плоскости вращения коленчатого вала попеременно то в одну, то в другую сторону. Одновременное действие изгибающих и растягивающих (сжимающих) усилий, величина и направление которых изменяются с большой скоростью, создает очень тяжелые условия для работы шатуна. Поэтому шатуны изготовляют из высококачественной стали и выполняют прочными и жесткими. В процессе окончательной обработки внутренняя поверхность втулки растачивается по специальному гиперболическому профилю (см. рис. 86). При цилиндрической расточке втулки прогиб шатунной шейки под действием нагрузок изменяет площадь соприкосновения ее с втулкой. Это приводит к перегрузке концевых участков втулки, быстрому износу, выкрашиванию слоя бронзы и выходу втулки из строя. В результате гиперболической расточки рабочая поверхность втулки увеличивается, удельное давление уменьшается и втулка работает более надежно и долговечно. Для лучшей приработки втулки к шейке на ее поверхность наносят свинцово-оловянное покрытие. Коленчатый вал передает мощность, развиваемую двигателем, на воздушный винт. Кроме того, от коленчатого вала отбирается мощность для привода нагнетателя и агрегатов двигателя, а совместно с шатуном коленчатый вал обеспечивает перемещение поршня во время нерабочих ходов. В звездообразных двигателях коленчатый вал обычно выполняется разъемным, что обеспечивает возможность установки неразъемных главных шатунов.
Рис. 91. Схема коленчатого вала звездообразного двигателя
Коленчатый вал состоит из коренных шеек 2 (рис. 91), которыми он опирается на опорные или коренные подшипники, шатунных шеек 4, соединяющихся с нижними головками шатуна, щек 3, связывающих шатуны и коренные шейки вала, носка вала 1, на котором устанавливается шестерня привода вала винта. Соединение частей коленчатого вала обеспечивается силами трения между шатунными шейками и разрезными проушинами, которые затягиваются стяжными болтами на щеках. Увеличение сил трения в сочленениях достигается травлением сопрягаемых поверхностей азотной кислотой, обезжириванием и сильной затяжкой болтов (до 49 Т, что в 4—4, 5 раза больше силы, создающей крутящий момент). Условия работы коленчатого вала и силы, действующие на него. Во время работы двигателя на шатунную шейку передаются по шатуну силы газов и инерции. В момент вспышки сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс направлена противоположно силе газов, что несколько разгружает шатун и коленчатый вал. С увеличением числа оборотов коленчатого вала при наибольшем давлении наддува силы инерции возрастают пропорционально квадрату числа оборотов, а силы газов практически остаются неизменными. Следовательно, увеличение числа оборотов коленчатого вала приводит к снижению суммарных сил. Кроме того, при увеличении числа оборотов двигатель работает более равномерно. Ввиду этого установлено правило управления двигателем: при увеличении мощности необходимо увеличить число оборотов, а затем давление наддува и, наоборот, понижая мощность двигателя, следует раньше снизить наддув. Величина крутящего момента Мкр, передаваемого коленчатым валом, зависит от величины силы Т (см. рис. 86), являющейся суммарной составляющей сил Рг и Р7-п всех цилиндров. Под действием сопротивления воздуха вращению воздушного винта коленчатый вал скручивается переменным по величине крутящим моментом. Периодические изменения крутящего момента вызывают упругие крутильные колебания коленчатого вала. Дополнительные напряжения от деформаций скручивания, возникающие в результате крутильных колебаний, в отдельных случаях достигают большой величины и могут привести к разрушению вала. Для гашения опасных резонансных крутильных колебаний вала применяют демпферы. Центробежные силы инерции щек, шатунной шейки, противовесов, и составляющая сила К. (сила Z), направленная вдоль щек, изгибают, растягивают или сжимают вал.
|