АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Кшм это: Что такое КШМ – назначение, устройство и принцип работы!

23 августа, 2023 by admin

Что такое КШМ – назначение, устройство и принцип работы!

Главная > Конструктивные особенности и принцип работы кривошипно-шатунного механизма ДВС

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — это одна из главных из систем ДВС, которая трансформирует возвратно-поступательные перемещения поршня во вращательную работу коленвала. Включает подвижные и статичные элементы, крепежи, шатунные, коренные подшипники. Относится к конструктивно сложным узлам.

В ходе эксплуатации силовая установка обеспечивает непрерывное передвижение и желательно, чтобы оно оставалось равномерным. При этом цилиндро-поршневая группа генерирует поступательное перемещение. Это порождает необходимость трансформации одного вида движения в другое с наименьшими издержками. Такая функция возложена на КШМ машины. Он преобразует энергию и направляет к иным использующим ее системам. В этой статье расскажем из каких деталей состоит кривошипно-шатунный механизм.

Конструктивные особенности КШМ

Кривошип включает элементы, узлы подвижного и неподвижного типа. В число первых входит коленвал, маховик, поршень и поршневые кольца, шатунные элементы.

Статичные компоненты выступают основой конструкции, играют роль фиксаторов и направляющих. В этой категории присутствует блок-картер и его поддон, блок цилиндров, ГБЦ, подшипники и элементы фиксации. Поясним подробнее из чего состоит КШМ и охарактеризуем каждый элемент подробнее.

Подвижная часть КШМ

Шатуны. Обеспечивают сочленение поршней и коленвала. Конструктивно выступают высокопрочной перемычкой из металла. С одной стороны фиксируются к поршню, обратной закрепляется на шейке коленчатого вала. Применение пальцевого механизма соединения позволяет двигаться поршню в единой плоскости с цилиндром. Аналогично фиксация шатуна к коленвалу обеспечивает перемещение последнего в одной плоскости с поршневым соединением.

Коленвал. Это механическое устройство кривошипно-шатунного механизма, преобразующее возвратно-поступательную работу в крутящий момент. Относится к полноопорному, штампованному типу узлов. Его ось направлена на опорные шейки, фланцевое соединение маховика, носок вала. При этом шейки шатунов, наоборот, находятся за осью, поэтому движутся по окружности при вращении.

Конструкция коленвала включает 4 шатунные и 5 коренных шеек, шестерни привода распредвала и противовесы. Чтобы исключить осевое перемещение узел комплектуется полукольцами. На хвостовике и носке расположены самоподвижные сальники из резины. Шатунные шейки обеспечивают дополнительную очистку смазки за счет действия центробежной силы. Процесс идет во внутренних полостях деталей.

Маховик. Узел КШМ двигателя, находится на хвостовике коленвала. Выполнен в виде хорошо сбалансированного массивного диска из чугуна, оснащенного венцом зубчатого типа. Раскручивает коленчатый вал и ЦПГ чтобы исключить замирание поршней в ВМТ. Поэтому некоторая мощность силовой установки тратится на поддержку движения этого узла.

Поддерживает стабильную работу двигателя, накапливает и передает кинетическую энергию, что определяет назначение КШМ. Преодолевает сопротивление сжатию в цилиндрах во время пуска мотора, трогании в подъем. Вращается совместно с коленвалом и в определенной степени смягчает рывковые нагрузки.

Кожух маховика изготовлен из марки серого чугуна. Элемент закрывает пространство картера ДВС сзади. В нижнем сегменте размещен лючок для обслуживания зубчатого венца.

Поршень. В перечень того, что входит в КШМ включается поршень, который заставляет двигаться бензин и дизтопливо. Во время работы нагнетается давление, воздействующее на дно поршня. У современных бензиновых моторов деталь вогнутая, имеющая специальные клапанные проточки. В дизельных ДВС происходит сжатие воздуха, а не бензина. В этом случае вогнутое дно формирует камеру сгорания.

Другой сегмент детали именуется юбкой, которая играет роль направляющей, перемещающейся внутри цилиндра. При этом она никак не касается шатуна. В боковой части поршня размещены специальные пазы под кольца. В верхней половине находятся 2 или 3 компрессионных кольца. Такое устройство КШМ двигателя предотвращает попадание продуктов сгорания в пространство между поршнем и стенками цилиндров. Кольца компенсируют негерметичность стыка за счет соприкосновения с зеркалом. Внизу находится паз для маслосъемного кольца, которое удаляет лишний объем смазки со стенок цилиндров, препятствуя их попаданию в камеру сгорания.

Поршневой палец. Среди основных подвижных деталей КШМ — поршневой палец. Размещается в поршневом гнезде и в верхнем сегменте шатуна. В разных видах конструкции ДВС имеют фиксированное или плавающее крепление. Первый располагается с натяжением, в последнем случае применяются стопорные кольца.

Возможно смещение пальцевой оси относительно вращающейся части цилиндра на величину до 2 мм в бобышках поршня в направлении большей боковой силы. Это исключает сильный шум поршня на холодном моторе.

Чтобы сократить трение и обеспечить смазку контактирующих деталей в поршневой головке кривошипно-шатунного механизма запрессовывается втулка из бронзы. Конструкция разборной кривошипной головки помогает удобно собирать механизм. Элементы филигранно подогнаны фиксируются на контргайки и болты. Нивелировать последствия трения помогают стальные подшипники скольжения, выполненные как вкладыши с замковыми механизмами. Смазка подводится по специальным канавкам.

Препятствует повороту вкладышей сила трения. По этой причине на внешнюю поверхность подшипника не наносится смазка.

Поршневые кольца. Предотвращают разгерметизацию поверхности цилиндра, отводят излишки тепла от головки поршня. Помогают удалить лишний объем смазки с цилиндрового зеркала. 

Компрессионные кольца. Выполнены из прочного чугуна, размещаются на поршне в количестве трех единиц. Рабочее покрытие верхнего элемента обработано пористым хлором. Два кольца, расположенные снизу, обработаны оловянным слоем для лучшей приработки к гильзе. Кольца трапецеидального сечения размещаются в направлении днища скошенной стороной.

Маслосъемные кольца. Отличаются прямоугольной формой. Внутри размещены пазы, через которые протекает масло, удаляемое с вертикальных поверхностей цилиндров.

Гильзы цилиндров. Детали КШМ, выступающие в качестве полости для осуществления рабочего цикла. Играют роль направляющих для перемещения поршня. Относятся к категории мокрых деталей. Выпускаются из особых марок чугуна, имеют толстые стенки и перлитную структуру. Внутренняя часть (зеркало цилиндра) проходит закаливание высокочастотным током и шлифуется с показателем микрошероховатости от 0.2 до 0.5 мкм.

Внешняя поверхность гильзы отличается наличием двух поясов, позволяющих зафиксировать деталь в расточках блока цилиндров. На нижнем поясе расположены канавки с сечением в виде прямоугольника. Внутри размещаются уплотнительные кольца из эластомеров. Это исключает просачивание антифриза из охладительной рубашки внутрь блок-картера ДВС.

Неподвижные детали КШМ

Блок цилиндров (БЦ). Главная и наиболее дорогая часть ДВС, составляющая общего устройства КШМ. В нем находятся отверстия цилиндров, где движутся поршни и идет сгорание топлива. Конструктивно выполнен в виде металлического корпуса с цилиндрами, каналами охлаждающей системы, посадочными отверстиями коленвала, распределительного вала. Производится из сплава на основе алюминия или чугуна, для уменьшения веса узла применяются ребра жесткости.

ГБЦ (головка блока цилиндров). Размещается поверх блока цилиндров, оснащается отверстиям под клапаны выпускного/впускного коллектора, фиксирующих элементов для различных узлов силовой установки. По периметру узла располагается прокладка клапанной крышки, последняя закрывает его сверху.

Прокладка БЦ. Предотвращает разгерметизацию пространства между ГБЦ и блоком цилиндров, получила форму пластины. Для производства уплотнителя используется асбостальной материал толщиной 1.4 мм. Отверстия под цилиндры окантованы листовой сталью, жидкостные гнезда получили окантовку из меди. Во время монтажа и фиксации головок принимается во внимание, что размещение прокладки на шпильки допустимо лишь в одной позиции.

Картер ДВС. Одна из главных составляющих устройства КШМ — картер. Это часть корпуса силовой установки размещается ниже блока цилиндров. Между ними находится коленвал. В ходе эксплуатации картер испытывает большие температурные и силовые нагрузки. Чтобы выполнять сложные задачи выпускается из высокопрочных сплавов (чугун, сплавы на основе алюминия с литьем) и обладает повышенной жесткостью.

Внутри него размещаются опоры коленвала, цилиндры, отдельные компоненты механизма ГРМ, элементы системы смазки с разветвленной схемой каналов и дополнительными устройствами. Здесь также расположены балансировочные валы, масляный насос.

Для чего нужен КШМ поясняет конструкция блок-картера. В его верхнем сегменте под прямым углом находятся 2 ряда отверстий с привалочными поверхностями под цилиндровые головки. На поверхностях есть литые гнезда для удаления смазки из ниши клапанного механизма, для перелива жидкости из охлаждающей рубашки в головку цилиндров. Также здесь находятся отверстия, через которые проложены штанги толкателей. Первый ряд устанавливается впереди левого цилиндра на 3.5 см — это объясняется размещение двух шатунов на единую шейку коленвала.

Пространство блок-картера как неподвижной детали КШМ внутри поделено на сегменты перемычками. В каждой части размещаются цилиндры левого и правого рядов.

Как функционирует КШМ

ДВС использует энергию расширения, которая вырабатывается в процессе горения топливной смеси. Назначение кривошипно-шатунного механизма — трансформировать работу движения микроскопических взрывов в максимально удобный формат. Система функционирует следующим образом:

• В цилиндрах силовой установки выполняется сгорание топливной смеси. Процесс идет крайне быстро и приводит к стремительному расширению воздуха.
• Вначале сгорания бензина или дизтоплива поршень располагается в верхней точке. По мере горения он очень быстро опускается, чем обеспечивается его прямолинейное перемещение.
• Соединяющий поршень и коленвал шатунный элемент способен к передвижению в одной плоскости. Поршень выталкивает шатун, зафиксированный на шейке коленчатого вала. Благодаря подвижному сочленению поршневой импульс посредством шатунного элемента направляется по касательной траектории на коленвал, что вызывает его поворот.
• Каждый поршень выталкивает коленвал по схожему алгоритму. Возвратно-поступательное движение трансформируется в поворот коленвала.
• Маховик усиливает вращательный импульс во время перехода поршня в мертвые точки.

Схема КШМ устроена таким образом, что для пуска силовой установки необходимо в первую очередь раскрутить маховик. Для этого на автомобили устанавливается стартер, сочленяющийся с его зубчатым венцом. Последний раскручивается до момента запуска мотора.

Типичные неполадки

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма основан на функционировании в условиях экстремального нагрева, химических и механических перегрузок. Исключить появление неисправностей помогает правильное и своевременное техобслуживание, однако даже такой подход не дает 100% гарантии.

Посторонние стуки в моторе

Возникновение нехарактерных шумов и стуков в двигателе всегда сигнализирует о появлении неисправности. Каждая деталь мотора подогнана с филигранной точностью и стук выступает маркерным признаком износа.

Преждевременный выход из строя связан с неправильным техобслуживанием двигателя. В первую очередь необходимо вовремя менять моторное масло и фильтры, имеющие предельный ресурс. По его завершении значительно теряются рабочие свойства. Попавшие внутрь мотора методично изнашивают тонко подогнанные элементы, приводят к задирам. Дефицит смазки нередко приводит к изнашиванию подшипников, испытывающих значительные нагрузки.

Падение мощности

Неисправность деталей кривошипно-шатунного механизма вызывает снижение показателей мощности силовой установки. Кольца перестают корректно функционировать, в камере сгорания присутствует смазка, при этом внутрь мотора проникают отработанные газы. Это явление свидетельствует о холостом использовании энергии, что проявляется в виде значительного ухудшения динамики автомобиля.

Игнорирование проблемы приводит к увеличению сбоев в работе мотора. В запущенных случаях потребуется выполнение капитального ремонта. Состояние двигателя может диагностировать сам водитель, определив уровень компрессии в цилиндрах. В случае несоответствия показателей норме, предусмотренной для конкретного вида ДВС, необходимо проведение ремонта.

Отложения отработанных продуктов

Появление нагара на поршнях, свечах, клапанах — признак неисправности мотора. Неспособность топлива к полному сгоранию требует незамедлительного поиска неполадок. Пассивность владельца может вызвать перегрев ДВС по причине потери теплопроводности.

Увеличенный масложор

Если мотор потребляет слишком много масла — это выраженный симптом проблем ЦПГ, не исключено залегание поршневых колец. В таком случае эффективность назначения КШМ двигателя заметно снижается.

Смазка горит вместе с бензином, дизтопливом, что проявляется в виде черного выхлопа. Внутри резервуара для горючей смеси растет температура, превышая допустимые значения. Иногда спасает очистка без снятия мотора, однако в основном необходимо выполнение дефектовки силовой установки.

Светлый выхлоп

Белый оттенок отработанных газов указывает на проникновение охлаждающей жидкости в камеру сгорания. Частая причина неисправности — износ, повреждение прокладки ГБЦ либо небольшие трещины в рубашке охлаждающего контура. Чтобы устранить протечку необходима замена рубашки.

Промедление опасно, так как существует риск гидроудара. Внутри камеры сгорания скапливается охлаждающая жидкость, поршень движется в верхнее положение, однако жидкость по сравнению с воздухом не сжимается. В итоге возникает удар о прочную поверхность. Его последствия бывают различными. Наиболее критичная ситуация — заклинивание силовой установки. Поршневая система пробивает стенку БЦ. Происходит разрушение шатунного элемента на большой скорости и в силовой установке появляется отверстие большого диаметра. От такой катастрофы иногда не спасает и капремонт — приходится приобретать новый ДВС.

Acura

BMW

Сhevrolet

Citroen

Ford

Hyundai

Jeep

Land Rover

Mazda

Mitsubishi

Opel

Porsche

SAAB

Skoda

Suzuki

Volkswagen

Audi

Cadillac

Chrysler

Dodge

Honda

Infiniti

Kia

Lexus

Mercedes

Nissan

Peugeot

Renault

Seat

Subaru

Toyota

Volvo

Устройство КШМ

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямолинейное возвратно-поступательные движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.

Устройство КШМ можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные.

поршень, поршневые кольца, поршневые пальцы и шатуны, коленчатый вал, маховик.

Блок-картер, головка блока цилиндров, гильзы цилиндров. Имеются также фиксирующие и крепежные детали.

Поршневая группа включает в себя поршень, поршневые кольца, поршневой палец с фиксирующими деталями. Поршень воспринимает усилие расширяющихся газов при рабочем ходе и передает ею через шатун па кривошип коленчатого вала; осуществляет подготовительные такты; уплотняет над поршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного материала.

Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.

Маховик служит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала в течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ (верхней мертвой точки) и НВТ (нижней мертвой точки).
В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места.

Маховики отливают из чугуна в виде лиска с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом.  На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.

Форма и конструкция поршня, включая днище поршня и отверстие под поршневой палец, в значительной степени определяются формой камеры сгорания.

Устройство КШМ автомобиля.  

1 — стопорное кольцо, 2 — поршневой палец, 3 — маслосьемные кольца, 4 — компрессионные кольца, 5 — камера сгорания, 6 — днище поршня, 7 — головка поршня:     8 — юбка поршня;  9 —  поршень: 10 — форсунка; 11- шатун; 12  — вкладыш;  13 — шайба , 14 — длинный болт; 15 — короткий болт; 16 — крышка шатуна, 17  —  втулка шатуна;  18 — номер на шатуне; 19 — метка на крышке шатуна; 20 —  шатунный болт.

Поршень состоит из головки поршня и направляющей части — юбки поршня. С внутренней стороны имеются приливы — бобышки с гладкими отверстиями под поршневой палец. Для фиксации пальца в отверстиях проточены канавки под стопорные кольца. В зоне выхода отверстий на внешних стенках юбки выполняются местные углубления, где стенки юбки не соприкасаются со стенками цилиндров. Таким образом получаются так называемые холодильники. Для снижения температуры нагрева направляющей поршня в карбюраторных двигателях головку поршня отделяют две поперечные симметричные прорези, которые препятствуют отводу теплоты от днища.

Нагрев, а следовательно, и тепловое расширение поршня по высоте неравномерны. Поэтому поршни выполняют в виде конуса овального сечения. Головка поршня имеет диаметр меньше, чем направляющая. В быстроходных двигателях, особенно при применении коротких шатунов, скорость изменения боковой силы довольно значительна. Это приводит к удару поршня о цилиндр. Чтобы избежать стуков, при перекладке поршневые пальцы смещают на 1,4—1,6 мм в сторону действия максимальной боковой силы, что приводит к более плавной перекладке и снижению уровня шума.

Головка поршня состоит из днища и образующих ее стенок, в которых именно канавки под поршневые кольца. В нижней канавке находятся дренажные отверстия для отвода масла диаметром 2,5—3 мм. Днище головки является одной из стенок камеры сгорания и воспринимает давление газов, омывается открытым пламенем и горячими газами. Для увеличения прочности днища и повышения обшей жесткости головки се стенки выполняются с массивными ребрами.

Поршневые кольца — элементы уплотнения поршневой группы, обеспечивающие герметичность рабочей полости цилиндра и отвод теплоты от головки поршня.

По назначению кольца подразделяются на:

Компрессионные кольца — препятствующие прорыву газов в картер и отводу теплоты в стенки цилиндра.

Маслосъемные кольца — обеспечивающие равномерное распределение масла по поверхности цилиндра и препятствующие проникновению масла в камеру сгорания.

Изготовляются кольца из специальною легированною чугуна или стали. Разрез кольца, называемый замком, может быть прямым, косым или ступенчатым. По форме и конструкции поршневые кольца дизелей делятся на трапециевидные, с конической поверхностью, и подрезом, маслосъемные, пружинящие с расширителем; поршневые кольца карбюраторных двигателей — на бочкообразные, с конической поверхностью со скосом, с подрезом; маслосьемные — с дренажными отверстиями и узкой перемычкой, составные предсталяют собой два стальных лиска (осевой и радиальный расширители).

Составное маслосъемное поршневое кольцо (а) и его установка в головке поршня двигателя: 1 — дискообразное кольцо; 2 — осевой расширитель; 3 — радиальный расширитель; 4— замок кольца; 5 — компрессионные кольца; 6 — поршень; 7 — отверстие в канавке маслосъемного кольца.

Для смазывания подшипника поршневого пальца (бронзовая втулка) в верхней головке шатуна имеются отверстие или прорези. В двигателях марки «ЯМЗ» подшипник смазывается под давлением, для чего в стержне шатуна имеется масляный канал. Плоскость разъема нижней головки шатуна может располагаться под различными углами к продольной оси шатуна. Наибольшее распространение получили шатуны с разъемом перпендикулярным к оси стержня, В двигателях марки «ЯМЗ» имеющим больший диаметр,  чем диаметр цилиндра, pазмер нижней головки шатуна, выполнен косой разъем нижней головки, так как при прямом разъеме монтаж шатуна через цилиндр при сборке двигателя становится невозможным. Для подвода масла к стенкам цилиндра на нижней головке шатуна имеется отверстие. С целью уменьшения трения и изнашивания в нижние головки шатунов устанавливают подшипники скольжения, состоящие из двух взаимозаменяемых вкладышей (верхнего и нижнею).

Вкладыши изготовляются из стальной профилированной ленты толщиной 1,3—1,6 мм для карбюраторных двигателей и 2—3,6 мм для дизелей. На ленту наносят антифрикционный сплав толщиной 0,25—-0,4 мм — высокооловянистый алюминиевый сплав (для карбюраторных двигателей). На дизелях марки «КамАЗ» применяют трехслойные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой. Шатунные вкладыши устанавливаются в нижнюю головку шатуна с натягом 0,03—0,04 мм. От осевого смешения и провертывания вкладыши удерживаются в своих гнездах усиками, входящими в пазы, которые при сборке шатуна и крышки должны располагаться на одной стороне шатуна.

Устройство двигателя автомобиля не сложно для обучения, главное изучать материал последовательно и систематизированно.

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Устройство КШМ двигателя

1.1 Подвижные детали КШМ

1. 2 Неподвижные детали КШМ

2. Неисправности КШМ двигателя

2.1 Звуки неисправностей двигателя (стуки двигателя)

2.2 Признаки и причины неисправностей двигателя автомобиля

3. Капитальный ремонт двигателя автомобиля

METAR KSHM — Метеостанция Колорадо-Спрингс

Метеостанция METAR Колорадо-Спрингс — KSHM

Метеостанция Колорадо-Спрингс — метеослужба в Колорадо, США. Аэропорт расположен на широте 38,79111 и долготе -104,52167. Код аэропорта ИКАО для этого поля — KSHM. Идентификатор местного аэропорта (FAA LID) этого аэропорта — SHM. Аэропорт находится в РПИ Денвера.

Это авиационное наблюдение за погодой было сделано для метеостанции Колорадо-Спрингс 24 мая 2023 года в 23:55 по местному времени.

Наблюдения за аэропортом

Ветер направления 280° со скоростью 7 узлов.

Видимость 10 миль.

Облаков нет. Потолок не наблюдается.

Температура 9 °C, охлаждение ветром 6 °C. Точка росы 8°С, относительная влажность 94%. Давление воздуха на уровне моря составляет 30,09 дюйма ртутного столба (QNH).

Световой день

Сегодня солнце встает в 05:38 и заходит в 20:11. Это относится к метеостанции Колорадо-Спрингс, универсальный период светового дня может быть другим. Разница между местным временем и UTC составляет -6 часов. Сейчас идет переход на летнее время.

Компании

У нас нет информации о компаниях этого аэропорта.

Впечатления

Зайдите на сайт Vliegles.nl, чтобы найти уроки полетов, прыжки с парашютом и другие впечатления от полетов. Просмотрите страницу, чтобы узнать обо всех доступных мероприятиях рядом с метеостанцией Колорадо-Спрингс. Вы также можете использовать функцию поиска, чтобы найти конкретные уроки полета, прыжки с парашютом или другие полеты рядом с вами.

Ваша летная школа здесь

Добавьте свою летную школу, клуб или зону сброса бесплатно.

Добавить компанию

Облака

Температура и погода

Примечания