Презентация на тему: "МДК 01.04. Техническое обслуживание и ремонт автомобильных двигателей. Тема занятия: Конструктивные особенности КШМ"

ПМ 01 Техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств
МДК 01.04. Техническое обслуживание и ремонт автомобильных двигателей

Специальность 23.02.07 Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей

Тема занятия: Конструктивные особенности КШМ

Цель и планируемые результаты освоения

Овладение обучающимися видом профессиональной деятельности (ВПД) Техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств, в том числе профессиональными ((ПК 1.1 – 1.3) и общими (ОК 2; ОК 4; ОК 9) и личностными (ЛР-13, 14) компетенциями

Вопросы рассматриваемые на занятии
1. Схема работы кривошипно – шатунного механизма (КШМ)
2. Конструктивные особенности составных частей КШМ:
- блок цилиндров;
- головка цилиндров;
- поршень;
- шатун;
- коленчатый вал;
- маховик

Схема работы кривошипно – шатунного механизма (КШМ)
Кривошипно-шатунный механизм двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршней 3 (от энергии сгорания топливной смеси) во вращательное движение коленчатого вала (кривошипа) 1 и наоборот.
Направляющей поршня является цилиндр (гильза) 4.
Передача усилия от поршня на коленчатый вал осуществляется через шатун 2.

Блок цилиндров
Блок-картер двигателя КамАЗ
Гильза цилиндра
КамАЗ

Головка блока цилиндров
Головка болка цилиндров КамАЗ: 1 - заглушка с кольцом уплотнительным в сборе; 2 – головка блока; 3 - седло впускного клапана; 4 - седло выпускного клапана; 5 - втулка направляющая впускного клапана

Поршень
Поршень воспринимает энергию сгорания топлива и передает ее на шатун.

Для изготовления автомобильных поршней в настоящее время применяются серый чугун и алюминиевые сплавы типа Al-Si. В мощных дизелях с большим ресурсом, многотопливных (включая работающие на растительных маслах) применяют составные поршни — днище и уплотняющая часть из жаропрочной стали, тронк* из чугуна или силумина.
Поршни автомобильных двигателей, изготовляют из легких сплавов литьем в кокиль или штамповкой. В первом случае применяются эвтектические силумины типа 4Л25 (11-13% Si) и заэвтектические. содержащие присадки меди, никеля, магния и марганца. Поршни штампуют из сплавов АК4 и АК4-1, отличающихся высокими прочностными свойствами.
Несмотря на то, что масса поршней из алюминиевого сплава меньше массы поршней из чугуна (СЧ 24-СЧ 45 и ВЧ 45-5), последний также применяется для изготовления поршней быстроходных двигателей.
*Тронк - юбка поршня (направляющая часть поршня).

Поршень
а - донышко; б – уплотняющая часть; в – юбка (направляющая часть); г – бобышка; д – холодильник; е – клеймо (размерная группа); ж – метка (ВПЕРЕД): 1 – маслообразующая кромка; 2 – канавка под маслосъемное кольцо; 3 – канавка под стопорное кольцо; 4 – канавки под компрессионные кольца; 5 – камера сгорания; 6 – прорез термокомпенсации

Поршневой палец, стопорные кольца
Соединяет поршень с шатуном. Поршневой палец служит осью в шарнирном соединении поршня с шатуном и воспринимает поэтому все передающиеся между ними силовые нагрузки.

Основным материалом изготовления поршневых пальцев является сталь 45ХА с закалкой после отливки на глубину до 1,5 мм для достижения необходимой твердости поверхности детали.
Стопорные кольца изготавливают из сталей марок: сталь 65Г, 60С2А, 40Х13

Разновидности поршневых пальцев
Фиксированный
При таком способе крепления вращение детали осуществлялось в отверстиях бобышек поршня.
Палец устанавливается в головку шатуна с натягом (фиксируется в голове шатуна). 
Плавающий
Палец устанавливается в шатун или бобышку поршня с зазором. Требуемый зазор может быть предусмотрен в бобышках поршня или в верхней головке шатуна.
Фиксируется стопорным кольцом.

Шатун
Шату́н (англ. connecting rod) (устар. тяговое дышло) — деталь, соединяющая поршень (посредством поршневого пальца) и шатунную шейку коленчатого вала. При этом он совершает два вида движения: круговое и возвратно-поступательное. 
Служит для передачи энергии возвратно-поступательно движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.
Как правило для изготовления шатунов бензиновых двигателей используются углеродистые или легированные стали 45, 45Г2, 40Г, 40Х, 40ХН, 40Р, а для дизельных двигателей – высокопрочные легированные стали 18Х2Н4МА, 18Х2Н4ВА, 40ХНЗА, 40Х2МА и др.
Шатуны могут отливаться, также, из высокопрочных титановых сплавов или композитных материалов.
Шатунные болты производят из высоколегированной стали
1 - верхняя головка; 2 - втулка; 3 - стержень; 4 - нижняя головка: 5 - вкладыши шатунные: 6 - крынка нижней головки; 7 - шплинт; 8 гайка; 9 - усик вкладыша; 10 - шатунный болт

Шатун
Втулка верхней головки шатуна представляет собой скользящий подшипник, предназначенный для вращения пальца поршня. Материал изготовления втулки: бронза или сталь с оловом или свинцом.
Разъем кривошипной головки бывает двух видов: прямой (расположен под углом 90 градусов относительно оси стержня), косой (под определенным углом к оси). Косой разъем используется для уменьшения размеров двигателя V-образной формы.
Втулка

Вкладыши
Подшипник скольжения коленчатого вала — составной, содержит два металлических плоских полукольца, полностью охватывающих шейку коленвала (сверху и снизу). В этой детали выполняется несколько элементов:
Отверстия (одно или два) для пропуска масла в масляные каналы в коленчатом валу и шатуне;
Замки в виде шипов или пазов под штифты для фиксации подшипника в опоре постели коленвала или в нижней головке шатуна;
Продольная канавка для подачи масла в отверстие (выполняется только на вкладыше, расположенном со стороны канала — это нижний коренной вкладыш и верхний шатунный вкладыш);
В буртовых упорных вкладышах — боковые стенки (бурты) для фиксации подшипника и ограничения осевого перемещения коленчатого вала.

Вкладыши

Вкладыши
Вкладыш — это многослойная конструкция, основу которой составляет стальная пластина с нанесенным на ее рабочую поверхность антифрикционным покрытием.
Именно данное покрытие обеспечивает снижение трения и длительный срок службы подшипника, оно изготавливается из мягких материалов и, в свою очередь, также может быть многослойным.
Покрытие вкладыша за счет меньшей мягкости поглощает микроскопические частицы износа коленвала, предотвращает заклинивание деталей, образование задиров и т.д.
По конструкции вкладыши коленчатого вала делятся на две основные группы: биметаллические; триметаллические.

Коленчатый вал
Коленчатый вал воспринимает усилие от шатуна и преобразует его в крутящий момент. От него приводятся во вращение все навесное оборудование двигателя: генератор, вентилятор, компрессор, жидкостной насос и т.д.

Коленчатый вал
Коленчатые валы могут быть изготовлены стальными кованными, стальными штампованными, чугунными литыми.
Применение углеродистой стали для изготовления коленчатых валов для двигателей малой и средней напряженности объясняется низкой стоимостью теромобработки и хорошими механическими свойствами этих сталей.
Для коленвалов автомобильных двигателей применяют стали 45,50Г, 40Х, 45Г2, 38ХГН, 40ХН2МА.
Стали, легированные ванадием, хромом, молибденом, никелем имеют повышенную твердость, пластичность, износостойкость (30ХМА, 20ХН3А, 38Х2МЮА, 40Х2Н2МА, 25Х2Н4МА, 38Х2МЮА и др.) и служат для изготовления коленчатых валов дизелей повышенной мощности.
В двигателях тракторной, автомобильной техники в последнее время нередко применяют литые коленчатые валы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом ВЧ 45; ВЧ-50, ВЧ-60, ВЧ-70, или ковкого перлитного с хлопьевидными включениями графита КЧ 60-3, КЧ 70-2.

Маховик
Маховик (маховое колесо) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии.
Маховик двигателя – это литой, отлично сбалансированный тяжелый диск, выполненный из чугуна и имеющий на кромке стальные зубья, которые предназначены для сцепления со стартером. Называются они венцом маховика или зубчатым венцом.

Маховик
Маховик является важной деталью автомобильного двигателя, которая предназначена для выполнения таких сложных задач, как:
1. Осуществления своевременного запуска двигателя автомобиля, путем передачи вращательных движений от стартера на коленчатый вал.
2. Обеспечения крутящего момента от двигателя автомобиля к коробке передач (КПП).
3. Снижение вибрационных шумов двигателя (уменьшение неравномерных движений вала).

Дома
1. Повторить конструктивные особенности КШМ
2. Эксплуатационные материалы:
- моторные масла;
- охлаждающие жидкости;
- пластические смазки