Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Состоит из поршня, поршневых колец, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала (КВЛ). Основные элементы КШМ четырехтактного ВОД дизельного типа представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 – Основные элементы КШМ

Во время работы двигателя на поршень действует полезная продольная сила и нормальная (перпендикулярно оси цилиндров) силы. В тронковых двигателях нормальная сила прижимает поршень к стенке цилиндра, что при недостаточной смазке в зоне высоких температур вызывает разрушение деталей двигателя. Это ограничивает радиус кривошипа.

Поршневая группа. К ней относятся поршень, поршневые кольца, поршевой палец и детали его крепления. Поршень воспринимает силу давления газов и передает её через шатун на КВЛ. На поршень действуют силы давления газов, силы инерции движущихся масс, температурные нагрузки. Это вызывает геометрическую деформацию поршня, высокие удельные давления на сопрягаемых поверхностях, усиливаются трение и износ при движении. В четырехтактных ВОД поршни цельные, в форсированных ВОД охлаждаемые. Поршень состоит из головки (уплотнительная часть) и тронка (юбки) (направляющая часть). Головка образуется днищем и боковой цилиндрической стенкой. На головке и днище сделаны канавки для уплотнительных и маслосъемных колец. С двух сторон внутри юбки выполнены выемки (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца. Для свободного перемещения поршня предусмотрен рабочий зазор. В процессе работы головка нагревается больше, диаметр её делают меньше диаметра тронка, боковую поверхность делают ступенчатой, овальной – таким образом обеспечивается рабочий зазор. Форма элементов поршня зависит от тактности двигателя, степени форсирования, способа отвода теплоты. Днище воспринимает давление и теплоту горящих газов, формирует нижнюю стенку камеры сгорания. В четырехтактных двигателях (с непосредственным смесеобразованием) днище делается вогнутым, фигурным, сложной формы (если в поршне формируется камера сгорания). Тронк – направляющая часть поршня, передает нормальное усилие на боковую стенку. Выполняется легкой, жесткой, прочной. Это достигается плавным уменьшением толщины от днища к стенкам, применением ребер. Охлаждение происходит через поршневые кольца и тронк (во втулку), или с помощью активного охлаждения (циркуляцией масла по сверлениям через шатун или с помощью форсунки, закрепленной в картере). Поршень и отдельные его части изготовляются из сталей, чугуна, сплавов алюминия, в общем случае может быть цельным или составным.

Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном. На него действуют нагрузка от газовых и инерционных сил, он нагревается воспринимая теплоту поршня и вследствие трения. В общем случае это цилиндрический полый стержень; в случае охлаждаемого поршня, часть сверлений для циркуляции масла делается в пальце. Крепится для предохранения от осевого смещения (может повредить втулку) стопорными кольцами или заглушками. Изготавливается из стали.

Поршневые кольца бывают уплотнительные (на головке поршня) и маслосборные (на тронке). Уплотнительные кольца уплотняют рабочий зазор, отводят теплоту от поршня. Выполняются в виде разрезанных в одном месте определенным образом колец. В ходе работы находятся в сжатом состоянии, разрез позволяет за счет сил упругости прижимать кольца к стенкам, газы в закольцевом пространстве оказывают дополнительное давление. Обычно бывает от 3 до 5 колец. В ВОД используются кольца с прямым и косым замками, конусного, трапециевидного, прямоугольного сечения.

Другое по теме:

Системы автоблокировки
В России первая автоблокировка с рельсовыми цепями на опытном участке длиной 3 км была построена в 1915 году. В послереволюционной России в 1931 году с целью выбора наиболее перспективной системы АБ были закуплены в США, Германии и построены системы АБ четырех типов: 1 – С рельсовыми цеп ...

Организация локомотивного депо станции Боготол Красноярского края
Локомотивное хозяйство обеспечивает перевозочную работу железных дорог тяговыми средствами и содержание этих средств в соответствии с техническими требованиями. В состав этого хозяйства входят основные локомотивные депо, специализированные мастерские по ремонту отдельных узлов локомотиво ...

Железнодорожный транспорт
Выбор транспорта для перевозки груза является порой главным фактором для обеспечения скорости доставки, надежности транспортировки и минимизации затрат клиента. Службы доставки и курьерские службы сегодня предлагают своим клиентам возможность самим выбрать, каким видом транспорта следует ...