Кривошипно-шатунний механізм

Призначення кривошипно-шатунного механізму

У блоках циліндрів рядних двигунів поршні переміщаються вгору і вниз, а в опозитних, наприклад, в протилежні сторони в горизонтальній площині, але загальна суть їх руху не змінюється – мовою фізики воно називається зворотно-поступальним. Щоб це рух перетворилося в обертання коліс, у двигунах внутрішнього згоряння, незалежно від типу, використовується особливий механізм, побудований на застосуванні кривошипа – тобто особливого важеля, частини колінчастого вала.

Кривошипно-шатунний механізм є в двигуні внутрішнього згоряння та швейної машинки Зінгера

Історія створення кривошипно-шатунного механізму

Кривошипно-шатунний механізм був придуманий задовго до появи перших автомобілів. Він використовувався ще у вісімнадцятому столітті в конструкції штампувальних пресів, швейних машинок, приводів колісної пари паровозів і багатьох інших механізмів.

Питання перетворення енергії рухомих поршнів в обертання коліс стояв з самого моменту появи двигуна внутрішнього згоряння. За аналогією з існуючими вже паровими двигунами, інженери, які займалися його конструюванням, вирішили застосувати для цих цілей кривошипно-шатунний механізм. В сучасних поршневих двигунах модернізовано дуже багато, але КШМ залишається актуальним і залишається єдино можливою конструкцією.

Пристрій кривошипно – шатунного механізму двигуна

Практично всі механічні частини двигуна представляють із себе одночасно частини кривошипно-шатунного механізму. До нього відносяться блок циліндрів, картер і голівка блоку циліндрів, шатунно-поршнева група, колінчастий вал і маховик.

Колінчастий вал

Колінчастий вал являє собою деталь зі складною конфігурацією. Крім опорних шийок, що дозволяють йому міцно триматися в блоці, колінчастий вал має стільки кривошипів або, як їх називають, колін, скільки циліндрів конструктивно закладено в блоці двигуна.

Кривошип

До кожного коліна або кривошипа допомогою складної системи деталей кріпиться шатун поршня.

Кривошип відстоїть від осі корінних шийок на певний радіус, званий радіусом кривошипа. Від цього параметра залежить хід поршня.

В залежності від конструкції блоку циліндрів двигуна одне коліно може служити підставою для кріплення одного або більше шатунів. Якщо двигун рядний, до одного кривошипа кріпиться один шатун, якщо V-подібний, то два шатуна. Цим, до речі, пояснюється відносна компактність блоків циліндрів V-подібних двигунів.

Коліно і кривошип - одне і те ж. Коліно дало назву коленвалу, а кривошип - кривошипно-шатунному механізму

Шатун

Шатун являє собою деталь двотаврового перерізу, що має верхню і нижню «головки». У верхній «голівці» шатуна поміщається поршневий палець, за допомогою якого шатун з'єднується з поршнем. Нижня «головка» шатуна виконана роз'ємною, для того, щоб її можна було з'єднати з шатунної шийкою колінчастого вала за допомогою шатунних кришок.

Поршень

Поршень являє собою циліндричну деталь, виконану з алюмінієвого сплаву, з отвором під поршневий палець для з'єднання з шатуном. Поршень надівається на шатун, як склянка, денцем вгору, і закріплюється за допомогою пальця.

 

Принцип дії кривошипно-шатунного механізму

Надійшла в циліндр двигуна паливна суміш, при підході поршня до верхньої мертвої точки (крайнє верхнє положення поршня в циліндрі), підпалюється за допомогою свічки запалювання або самозаймається від тиску, і розширюються під гази, що утворилися після згоряння суміші, починають штовхати поршень по стінках циліндра до нижньої мертвої точки.

Так як поршень з'єднаний з шатуном, він передає на нього свої зусилля і, підходячи до нижньої мертвої точки (крайнє нижнє положення поршня в циліндрі), шатун, за рахунок повного оберту кривошипа, до якого він прикріплений, приводить в обертальний рух колінчастий вал.

Вал, в свою чергу, через елементи трансмісії передає крутний момент на провідні колеса автомобіля, приводячи його в рух.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read