Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

КОНСТРУКЦИЯ УЗЛОВ КРЕПЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

КОНСТРУКЦИЯ УЗЛОВ КРЕПЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

Для крепления двигателя к силовым элементам крыла или фюзеляжа применяют специальные рамы, стержневые пространственные сварные форменные и другие виды конструкций, которые позволяют надежно соединить двигатель с планером самолета и передать на него нагрузки от двигателя. Силовые схемы таких конструкций определяются типом двигателя и его расположением на самолете. Двигатель имеет шесть степеней свободы (перемещения и поворот относительно осей X, Y, Z), поэтому в общем случае надо не менее шести стержней, направления которых не пересекали бы одну прямую.

Часто для повышения живучести СУ число стержней крепления двигателя может быть увеличено. Высокая нагруженность элементов крепления двигателя предопределяет использование в этих целях высокопрочных сталей (например, ЗОХГСА со значениями σв до 12. 15 мПа). Эти стержни располагают обычно в двух плоскостях, перпендикулярных продольной оси двигателя, причем основные узлы крепления двигателя располагают вблизи ц.м., а вспомогательные узлы — возможно дальше от ц.м.

Крепление на самолетах ПД жидкостного охлаждения осуществлялось на подмоторных рамах (Рис.3.5), основным элементом которых были две продольные балки, закрепленные непосредственно на силовых элементах планера или через пространственную стержневую систему. Для крепления двигателя на балках подмоторной рамы использовался ряд специальных узлов («лап» с проушинами) по обеим сторонам силовой части двигателя — картера и соответствующие им гнезда под шпильки на балках рамы.

Крепление звездообразного ПД воздушного охлаждения часто осуществляется на трубчатой сварной моторной раме, состоящей из трубчатого кольца, к которому крепится картер двигателя, и приваренных к нему стержней. Узлы крепления мотора к фюзеляжу или к крылу представляют собой вваренные в стержни проушины или фитинги. Ответные узлы должны быть и на усиленном шпангоуте фюзеляжа или на лонжероне крыла в местах стыка с усиленными нервюрами.

Рис. 3.7. Ферменно-балочное крепление ТВД: 1-передняя цапфа; 2место переднего амортизатора; 3-серьга; 4верхний подкос;5 — балка; 6 — внутренний подкос; 7 — кронштейн; 8 — перемычка металлизации; 9 подкос-демпфер; 10 шпангоут гондолы;11 двигатель.

На рис. 3.6 показана конструкция моторамы звездообразного ПД. Картер двигателя шпильками 10 крепится к раме-кольцу, к которой приварены втулки 3 (сечение Б-Б) и ушки крепления капотов двигателя. Во втулки 3 вставляется резиновый амортизатор. Стержни пространственной фермы приварены к кольцу с помощью косынок. Задние концы стержней попарно соединены и сварены со стаканом с амортизатором узла крепления рамы к крылу.

Крепление ТВД к переднему лонжерону крыла может быть осуществлено с помощью пространственной фермы, соединяющейся с боковыми цапфами на корпусе компрессора двигателя с помощью демпферов.

ТВД крепятся на самолете с помощью пространственных стержневых систем, соединенных с узлами двигателя. Ниже рассматривается крепление ферменно-балочного типа.

Конструкция крепления двигателя ферменно-балочного типа (рис. 3.7) состоит из двух балок 5 и шести подкосов. Балки работают на изгиб от боковых сил, а стержни воспринимают лишь осевые нагрузки.

Двигатель крепится на четырех цапфах. Две основные опоры-цапфы двигателя, расположенные вблизи его ц.м., передают основную долю нагрузки от двигателя на стержни фермы, а цапфы на корпусе, расположенные по другую сторону от ц.м. двигателя и значительно удаленные от него, играют вспомогательную роль. В таких фермах для регулирования положения оси двигателя вилки на верхних и нижних подкосах имеют резьбовые наконечники.

Передние цапфы 1 вставлены в амортизаторы и через балки и верхние подкосы передают нагрузки на силовой шпангоут гондолы двигателя. Нагрузка от задних цапф передается на силовой шпангоут гондолы посредством подкосов-демпферов. Положение двигателя можно изменять регулированием длины внутренних подкосов 6 и задних амортизаторов.

Двигатель крепится на четырех цапфах. Две основные опоры-цапфы двигателя, расположенные вблизи его ц.м., передают основную долю нагрузки от двигателя на стержни фермы, а цапфы на корпусе, расположенные по другую сторону от ц.м. двигателя и значительно удаленные от него, играют вспомогательную роль. В таких фермах для регулирования положения оси двигателя вилки на верхних и нижних подкосах имеют резьбовые наконечники.

Рис. 3.8 Конструкция узлов крепления ТРД в фюзеляже 1-верхние узлы с амортизаторами; 2-нижние узлы с амортизаторами; 3-втулка крепления двигателя к мотораме; 4-распорная чашка; 5-шайба с привулканизнрованными резиновыми шайбами; 6-распорная втулка; 7-втулка; 8-затяжная гайка; 9-вильчатый болт; 10-болт крепления двигателя; 11-распорная втулка; 12-резиновая втулка.

Передние цапфы 1 вставлены в амортизаторы и через балки и верхние подкосы передают нагрузки на силовой шпангоут гондолы двигателя. Нагрузка от задних цапф передается на силовой шпангоут гондолы посредством подкосов-демпферов. Положение двигателя можно изменять регулированием длины внутренних подкосов 6 и задних амортизаторов.

Крепление ТРД на самолете имеет свои особенности, связанные с тем, что на самом ТРД с осевым компрессором есть два силовых пояса (на корпусах компрессора и турбины). Это позволяет крепить двигатель в плоскостях I и II этих поясов (рис. 3.8). Однако есть варианты более простого и технологичного трех точечного крепления ТРД, когда два узла крепления располагаются вблизи ЦМ двигателя, а один узел (вспомогательный) расположен на большом удалении от ЦМ по другую от него сторону. Крепление ТРД внутри фюзеляжа характерно использованием силовых шпангоутов и продольных балок в фюзеляже для непосредственного крепления кронштейнов основных узлов подвески двигателя. На рис. 3.8 показан один из вариантов крепления двигателя внутри фюзеляжа. Двигатель в этом случае закреплен в двух плоскостях 1 и /11 по обе стороны относительно ЦМ двигателя на усиленных шпангоутах 2 и 4 стержнями (тягами) 1 и 3 (сечения 1 и 11, виды А и Б) и на продольной балке верхним узлом (вид В и сечение ДД). Верхний узел, воспринимающий тягу двигателя и вместе со стержнем 3 боковые силы, представляет собой штампованный штырь 9, оканчивающийся пальцем 8, который при монтаже входит в шаровой узел 7 на двигателе. Штырь крепится к верхнему поясу продольной балки 5 фюзеляжа болтом 4, а к гнезду на нижнем поясе этой балки прижимается стальным клином 6. Скользящая посадка пальца штыря 8 в шаровом узле 7 обеспечивает свободное перемещение двигателя в вертикальном направлении и поворот относительно шаровой поверхности при тепловом расширении или при нивелировке двигателя. Штырь 9, зажатый в поясах продольной балки

Рис3.9. Схема крепления двигателя на пилоне под крылом

фюзеляжа 5, от тяги двигателя работает на поперечный изгиб как двух опорная балка с консолью-пальцем 8, входящим в узел крепления двигателя.

Подвеска ТРДД на пилонах под крылом рассматривается на примере крепления двигателей на самолете Ил-86 и показано на рис. 3.9. Каждый из четырех ТРДД на этом самолете крепится к узлам на пилоне. В рассматриваемой схеме крепления двигателей пилоны являются силовыми промежуточными звеньями между двигателями и крылом, обеспечивая вместе с тем выполнение требований противопожарной безопасности.

Детали основного каркаса пилона отвечают требованиям высокой прочности и огнестойкости при малой их массе, поэтому изготавливаются из титана и высокопрочной стали. Передняя рама пилона (поз. 1) имеет два боковых кронштейна для боковых передних узлов 3 подвески двигателя, которые воспринимают вертикальные нагрузки от двигателя 4 через амортизаторы 2 с вильчатыми резьбовыми наконечниками для регулировки положения оси двигателя. Их принципиальная конструктивная схема аналогична схеме амортизатора на рис. 3.4.

Рис. 3.10 Задний узел крепления двигателя Рис.3.11 Передний узел крепления двигателя

Передний центральный узел крепления двигателя (сечение Г-Г, рис. 3.11)передает на пилон тягу двигателя, боковую силу по оси Z и нагрузки от гироскопических моментов относительно осей Y и Z — MгирY и MгирZ. Он включает: передний центральный узел подвески двигателя с шаровым вкладышем 1 и штырем2. Штырь 2 этого узла входит в шарнирный кронштейн 3, закрепленный болтом в кронштейне 4 каркаса пилона, и крепится в этом кронштейне гайкой с контровкой. Детали крепления заднего узла (вид Б рис. 3.12) двигателя 1 в кронштейне 2 на раме пилона болтом 3,. Задний узел подвески двигателя 1 в восприятии веса двигателя играет роль вспомогательной опоры. Он же воспринимает силы от гироскопических моментов MгирY и MгирZ и боковую силу по оси Z, величина которой на гондолу двигателя при полете со скольжением может достигать больших значений.

Конструкция узлов крепления двигателя простая (см. рис. 9.8, сечение ГГ и виды Б и Г) и позволяет достаточно быстро производить монтаж и демонтаж двигателей. Пилоны и гондолы с большим выносом относительно крыла обеспечивают минимум интерференции между ними и хорошие аэродинамические характеристики.

Крепление ТРД на пилонах хвостовой части фюзеляжа показано на рис. 3.12. Здесь: г — вид в плане гондолы левого двигателя 12 с пилоном 2, продольной силовой балкой 11, воспринимающей тягу от двигателя, подкосами 10, силовым кронштейном 16 крепления гондолы (сечение ГГ) к узлу 1 на силовом шпангоуте фюзеляжа 3 и тягами 13 подвески двигателя в гондоле;

Гондолы боковых двигателей расположены симметрично относительно оси самолета (рис. 3.13.) и развернуты носовой частью в сторону фюзеляжа и вверх, чтобы уменьшить влияние тяги двигателей на характеристики устойчивости и управляемости самолета. Между гондолами 12 и хвостовой частью фюзеляжа находятся пилоны 2, опирающиеся на узлы / крепления гондол двигателей к силовым шпангоутам 3 фюзеляжа.

Рис.3.12. Вид левого двигателя на пилоне

Таким образом, с одной стороны, образуется достаточно надежный слив пограничного слоя от впереди лежащей боковой поверхности фюзеляжа, а с другой стороны, эта поверхность, тормозя воздушный поток перед входом в воздухозаборник, способствует повышению в нем давления. Для крепления гондол двигателя к фюзеляжу используют стальные штампованные кронштейны 1 на поперечных балках 4 усиленных шпангоутов фюзеляжа 3 и кронштейны 16, связанные силовыми арками 14 с гондолами двигателей (сечение ГГ рис. 9.5, гид). Силовые шпангоуты 3 (сечения АА и ВВ на рис. 9.5, б) состоят из набора дюралевых листов (стенки 5) и мощных профилей (поясов 7), кронштейнов / на стыке шпангоутов с поперечными балками 4. 362

Рис. 3.13.Схема крепления двигателей на шпангоутах фюзеляжа

Для передачи на фюзеляж силы тяги двигателя (рис. 3.14.)используют: продольную балку 11 (рис.3.13.),несущую на себе кронштейн 18, связанный тягой 17 с проушиной 19 узла крепления двигателя; подкосы 10, связывающие балку 11 с кронштейнами 16 гондолы и через них с кронштейнами 1 на силовых шпангоутах 3 фюзеляжа. Тяга двигателя передается через все эти элементы на фюзеляж.

Нагрузки от веса и сил от гироскопических моментов MY и MZ через тяги 13 (вид А) переднего узла крепления двигателя и тяги 22 заднего узла (см. вид 1 на рис. 3.13), силовые арки 14 и кронштейны 16 приходят на узлы 1 на балках 4 силовых шпангоутов 3 фюзеляжа в виде поперечных сил и изгибающих моментов.

Рис. 3.15. Задний узел крепления двигателя

Изгибающие моменты уравновешиваются на балках 4 (поэтому они имеют двутавровое сечение ), а поперечные силы передаются этими балками на силовые шпангоуты 3 накладками. Верхний задний узел крепления двигателя на силовой арке 14 (см. рис. 3.13 и 3.14.)играет в восприятии сил роль вспомогательной опоры. Изменением длины тяги 22 можно регулировать положение оси двигателя. Сама тяга 22 фиксируется в гнезде арки 14 с помощью шаровой опоры 20 и дополнительных тяг 21.

|следующая страница ==>
АМОРТИЗАЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ|ВОЗДУШНЫЕ ВИНТЫ

Дата добавления: 2014-10-08 ; просмотров: 1673 ; Нарушение авторских прав

Замена фазорегулятора и перепускного масляного клапана на Audi A4 8E 2.0 ALT

Наконец придя в себя, мною было решено сменить регулятор фаз и клапан масла для перепускания на авто Ауди с движком 2,0 АЛТ — причина — тарахтенье в утреннее время и тарахтенье с нагретым двигателем.

З.Ы. Тот процесс, который я опишу, всего лишь для знакомства, он не является поэтапным.

Сперва приводим рамочку в положение сервиса, для этого снимаем бампер спереди. Знающие люди посоветовали мне сначала раскрутить гаечки, снять противотуманные устройства и руками сквозь щели раскрутить три гаечки, крепящие бампер.

Разбираем бампер спереди.

Отсоединить шланг омывателя от бампера и штекер проводов противотуманного устройства, снять весь бампер, и слить жидкость.

Теперь вставить инструмент (который сами сделали), вкрутить выделенное для него место и открутить три болтика от опор. Так же с другого края. Ознакомившись с Эльзой, будете знать, которые еще болтики откручиваем для выхода рамки к переду.

Аккуратно стягиваем рамочку к себе, теперь у нас хороший доступ к ГРМ.

Рамочка в положении сервиса.

Выставить меточки ВМТ распределительного вала и коленчатого вала, кол. вал нужно поворачивать влево. Крутить просто, даже не нужно выкручивать свечи.

Снять кожух ГРМ сверху и увидите ролик натяжения — ослабить его. Смысл натяги его мною не понят, но я шел по советам Эльзы. С помощью шестигранника влево ослабить ролик натяжения (1), вставить пластику посередине штока и корпуса ролика (пластина упала у меня два раза, и я остался без нее), после отпустить гаечку (3), согнутые круглогубцы тут мне не нужны, при ослаблении гаечки ослаб и натяжитель, а эксцентрик дал ход влево.

Для подстраховки я поставил метку шестеренку распределительного вала и зубик на ремне.

Стянул также ремень, для не сбивания зубьев на коленвале, поставил меточки на распределительном вале.

Снять оборудование навеса, пользуясь советами Эльзе. Не забудьте после снятия ремня с распределительного вала свернуть коленчатый вал на сорок пять градусов вправо, чтобы при проведении операций с распределительным валом не согнуть клапаны (когда будете собирать, не забудьте свернуть назад коленчатый вал на сорок пять градусов влево).

Двадцатиклапанник без крышечки ГБЦ.

Натяг цепи распределительного вала.

Пропустить много что, открутить рамку с ГБЦ. Соблюдать нужно правильность при раскручивании. С другого бока ГБЦ открутить клапан масла перепуска — самый сложный этап — это раскручивание, так как мало местечка. Натяжитель цепи распределительного вала застопорить болтиком.

Без рамочки ГБЦ. Распределительные валы утоплены будто их вкопали — поднимать их лучше с помощником — каждому по одному все в сборку с цепочкой и натяжителем.

Самое сложно для меня оказалось — откручивание болтика, которым крепится регулятор фаз в распредвал впуска. Закручивается он огромным моментом, в итоге испортив головку болтика, мне все же удалось с помощником раскрутить, зажимая ключиком газа в месте, где разрешено на распределительном вале. Закручиваем туда же, где было новенький регулятор фаз крупным моментом. Для тех, кто станет сменят, приобретите новенький болтик.

Новенький регулятор фар в сборке. За закручиваем рамки к ГБЦ, не забудьте открутить болтик.

Обезжирить сторону посадки внизу рамки ГБЦ — нужен бензин. Делаем это для схвачивания герметика. Обезжирить еще верхушку ГБЦ.

После правильной установки цепи распределительных валов утопить их по меточке распределительного вала впуска с крышечкой ГБЦ. При стягивании рамы болтиками правильно распределительные валы сами сядут как нужно — для страховки проверьте, как установлены распределительные валы.

Новенький клапан масла перепуска.

Клапан масла перепуска со старенькой почищенной прокладочкой — я установил еще на герметик.

Собирать нужно в обратной последовательности.

Слегка натягиваем ремень на шестеренку распределительного вала — натянуть роликом натяжения ремешок.

Схемы крепления

На очертание и силовую схему крепления двигателя существенное влияние оказывает тип двигателя и его компоновка на летательном аппарате. Чаще всего конструктивные схемы крепления двигателей представляют собой пространственные фермы, соединяющие двигатель с каркасом летательного аппарата и имеющие не менее шести стержней. При этом стержни должны быть расположены так, чтобы обеспечивалась геометрическая неизменяемость системы. Однако часто встречаются фермы, имеющие больше шести стержней, что способствует повышению живучести системы. Все силовые элементы крепления двигателя выполняются из легированных высокопрочных сталей, термически обработанных.

Крепление звездообразного ПД состоит из трубчатого кольца, к которому крепится картер двигателя, и восьми приваренных к кольцу стержней, соединяющихся с каркасом самолета. Кольцо и стержни выполнены из стали 30ХГСА и соединены в узлах при помощи сварки. Для усиления сварных узлов стыковка труб производится при помощи косынок. В местах крепления фермы к каркасу самолета в стержни вварены проушины или фитинги. Картер двигателя крепится к кольцу при помощи шпилек на резиновых втулках. Узлы крепления фермы к каркасу самолета имеют резиновые амортизаторы.

С точки зрения строительной механики конструкция крепления двигателя представляет собой пространственную ферму и относится к классу сложных статически неопределимых систем. Узлы крепления соединены сваркой и их можно было бы считать жесткими. В этом случае при нагружении фермы стержни будут работать на растяжение — сжатие и на изгиб.Но так как изгиб получается небольшим, то для расчетов сварные жесткие узлы можно заменить идеальными шарнирами, работающими без трения. Трубчатое кольцо и картер двигателя принимают за абсолютно жесткие тела. Тогда стержни крепления будут работать только на растяжение — сжатие.

Крепление ТВД на летательном аппарате осуществляют при помощи пространственных стержневых систем, соединенных с узлами двигателя. Крепление может быть ферменного и ферменно-балочного типа.

На рисунке показано крепление двигателя к центроплану крыла посредством быстросъемной пространственной двухъярусной фермы и демпферов крепления двигателя к раме. К четырем амортизаторам рамы двигатель прикреплен при помощи двух передних и двух задних цапф. Нагрузку от тяги винта и часть нагрузки от веса двигателя, распределенную по правилу рычага, воспринимают передние амортизаторы. Задние амортизаторы воспринимают только часть веса двигателя.

Крепление двигателя состоит из рамы исиловой фермы. Рама состоит из восьми подкосов: шесть выполнены из стальных труб, на концах которых приварены крепежные детали, два задних представляют собой пустотелые стержни со смонтированными на них амортизаторам. Верхние, нижние и задние подкосы имеют на одном конце вилки с резьбовыми наконечниками, служащие для регулировки оси двигателя.

Силовая ферма служит для крепления рамы двигателя и силового шпангоута к лонжерону центроплана. Она состоит из восьми подкосов с узлами крепления ее к центроплану и с узлами для крепления силового шпангоута и рамы.

Конструкция крепления двигателя ферменно-балочного типа состоит из двух балок б и шести подкосов. Балки могут работать на изгиб от боковых сил. Стержни воспринимают лишь осевые нагрузки.

Двигатель крепится на четырех цапфах. Передние цапфы 1 вставлены в амортизаторы. При помощи балок и верхних подкосов передние цапфы передают нагрузки на силовой шпангоут гондолы двигателя. Нагрузка от задних цапф передается на силовой шпангоут гондолы посредством подкосов-демпферов. Положение двигателя может изменяться путем регулирования длины внутренних подкосов 6 и задних амортизаторов.

Крепление ТРДна летательном аппарате может быть осуществлено при помощи рам, состоящих из стержней, или, если двигатель крепится на пилоне под крылом или в хвостовой части фюзеляжа, — при помощи вильчатых узлов, расположенных сверху на корпусе двигателя. Особенностью крепления ТРД является наличие на самом двигателе силовых поясов. Минимальное количество силовых поясов—два, один из которых является основным. На основном силовом поясе располагаются узлы, воз принимающие нагрузки Рх, Ру и Pz, а также моменты Мх и Му, на дополнительных поясах — узлы, воспринимающие нагрузку Ру и момент У ТРД напряженный температурный режим, вследствие чего его корпус подвержен значительным температурным расширениям. Поэтому двигатель должен быть закреплен так, чтобы компенсировать температурные перемещения корпуса.

На рисунке справа показано крепление ТРД к силовым шпангоутам фюзеляжа. Особенностью этой схемыявляется ее асимметрия. Внутри стержневой системы, состоящей из шести основных стержней 3, 4, 5 и 7, 8, 9 и одного дополнительного стержня 6, имеется плоский узел, образованный стержнями 1 и 2. Правильное положение двигателя на самолете достигается регулировкой длины шести основных стержней. Каждый стержень имеет резиновый демпфер для поглощения вибраций во время работы двигателя.

Особый интерес представляет крепление ТРД, расположенных на пилонах в хвостовой части фюзеляжа (рисунок ниже ). Пилон является силовым промежуточным звеном между двигателем и фюзеляжем. Каждый двигатель крепится в трех точках к штампованным и механически обработанным консольным балкам 1 и 8, присоединяемым по две с каждой стороны фюзеляжа в плоскости переднего и заднего поясов крепления двигателя. Консольные балки двутаврового сечения, выполненные из высокопрочной стали, образуют кессон небольшой высоты. Верхняя и нижняя обшивки этого кессона изготовлены из стали и подкреплены стрингерами. В хвостовой части фюзеляжа имеется два мощных механически обработанных шпангоута 5 и 6, изготовленных из легкого сплава, к котором крепятся поперечные горизонтальные балки, имеющие стальные лонжероны 7 и стенки 8 из алюминиевого сплава. На передней балке установлены узлы, воспринимающие нагрузки Рх, Ру и Plt а также моменты Мх, Му и Mt. Узлы крепления двигателя на задней балке воспринимают силы Ру, Р2, моменты Му и M.z и обеспечивают температурное расширение двигателя. Аналогично выполняется крепление ТРД на пилонах, расположенных под крылом.

Конструкции систем крепления двигателей на вертолетах сходны с конструкциями систем крепления двигателей на самолетах. При этом должна быть обеспечена возможность регулирования установки двигателя для соединения вала двигателя с редуктором.

Узлы и системы двигателя

Двигатель состоит из следующих основных узлов и систем:

· блока цилиндров с коленчатым валом, картером, поршнями и шатунами;

· головки цилиндров с распределительными валами, клапанами и газораспределительным механизмом;

· дополнительных систем, например турбокомпрессора.

Блок цилиндров

Типы и конструкция

Блок цилиндров — это основная деталь двигателя. Изготавливается из чугуна (для дизель­ных двигателей) или алюминиевых сплавов. Он состоит из цилиндров, в которых переме­щаются поршни, рубашки охлаждения для поддержания требуемой температуры цилиндров и картера, в котором устанавливается коленчатый вал. Блок цилиндров представляет собой направляющие для возвратно-поступательного движения поршней. Он также принимает на себя образующуюся в результате сгорания смеси силу и температуру, охлаждает цилиндры и является опорой для коленчатого вала. Блок цилиндров должен быть очень прочным, поэтому для дизельных двигателей его чаще всего отливают из чугуна — материала, отличающего повышенной износостойкостью, коррозионной стойкостью и способностью выдерживать высокие значения крутящего момента.

В последнее время блоки цилиндров бензиновых двигателей изготавливаются из алюми­ниевого сплава. Благодаря небольшой массе, лучшей, чем у стали, теплопроводности алюминий является оптимальным металлом для блоков цилиндров бензиновых двигателей. Для большей прочности блок цилиндров имеет каркасную конструкцию.

Идентификационный номер двигателя выбивается на плоском участке в правой задней части блока цилиндров.

Движущиеся поршни соприкасаются со стенками или гильзами цилиндров. Поэтому они должны смазываться моторным маслом. К гильзам предъявляются жесткие требования по таким показателям, как износостойкость и стойкость к воздействию высоких температур. Если блок цилиндров изготовлен из чугуна, гильзы представляют собой отполированные стенки цилиндров. Если блок цилиндров отлит из алюминиевого сплава, то для предотвра­щения износа стенок цилиндров в них вставляются изготовленные из чугуна гильзы. Однако иногда встречаются блоки цилиндров из алюминиевого сплава без гильз. Безгильзовые блоки цилиндров дороги в производстве, однако отличаются меньшей массой и компакт­ностью, поэтому они применяются в основном в двигателях с высокими динамическими характеристиками. В двигателях KIA не используются мокрые гильзы.

В блоке цилиндров, вокруг гильз цилиндров, имеются каналы, которые называются водяной рубашкой. Циркулирующая в ней охлаждающая жидкость отводит от цилиндров тепло, образующееся в процессе сгорания топливовоздушной смеси, что позволяет поддерживать температуру двигателя на определенном уровне. Водяные рубашки могут быть двух типов: раздельные и цельные. На последние модели устанавливаются двигатели, имеющие водяную рубашку не только в блоке цилиндров, но и во впускном коллекторе.

Навесное оборудование двигателя — генератор, компрессор кондиционера, кронштейны опор двигателя, насос гидроусилителя — крепится к картеру двигателя. Картер — это часть блока цилиндра, которая может быть выполнена с ним заодно или крепится к нему болтами. Материал картера должен выдерживать нагрузки, вызываемые крутящим моментом двигателя и вибрацией. Небольшие размеры картера с укороченной юбкой снижают общую массу блока цилиндров. Однако по сравнению с картером с удлиненной юбкой он имеет меньшую прочность соединения с блоком, так как площадь соединения небольшая. Кроме того, площадь такого картера для крепления навесного оборудования также невелика.

К нижней части картера крепится масляный поддон, служащий резервуаром для масла. Поддон также отводит от блока цилиндров часть тепла. Масляный поддон картера стальной, штампованный, крепится к блоку через уплотнительную прокладку, как и крышка головки цилиндров. Виброизоляционная стальная пластина представляет собой две стальные пластины со слоем резины между ними.

Поршень и шатун

Поршень предназначен для:

· передачи давления сгорания через поршневой палец и шатун коленчатому валу;

· герметизации камеры сгорания со стороны картера;

· передачи тепла стенкам цилиндров.

Поршень состоит из днища, огневого пояса, канавок для колец, бобышек и юбки. Поршень должен выдерживать высокое давление и температуру, например, на поршень дизельного двигателя действует давление 200 кгс/см 2 и температура 2000°C. Конструкция поршня зависит от конструкции камеры сгорания, а качество сгорания топливовоздушной смеси, в свою очередь, зависит от конструкции поршня. Часть поршня между днищем и канавкой под первое поршневое кольцо называется гребнем, который предназначен для предохранения этого поршневого кольца от перегрева. Канавки вместе с поршневыми кольцами герметизируют камеру сгорания со стороны картера. Поршневой палец вставляется в бобышки поршня.

Юбка поршня предназначена для:

· направления движения поршня в цилиндре;

· передачи стенке цилиндра боковых сил;

· распределению масляной пленки по стенке цилиндра;

· передачи тепла от поршня стенке цилиндра и маслу.

К поршню предъявляются следующие требования:

· небольшая масса, необходимая для снижения сил инерции возвратно-поступательного движения поршня;

· стойкость к воздействию высокого давления и температуры.

Это достигается за счет изготовления поршней из легких сплавов и кремния. Поршни могут быть коваными и отлитыми из алюминиевого сплава, прошедшего термическую обработку. Сгорание смеси сопровождается повышением температуры до очень высоких значений, вследствие чего днище поршня расширяется. Стальные вставки в виде кольца или отливки предотвращают чрезмерное расширение поршня. Стенка поршня по оси поршневого пальца толще, чем по оси опоры. Следовательно, больше всего поршень расширяется по оси поршневого пальца. Для компенсации такого неравномерного расширения поршни делаются овальными, т. е. ширина по оси поршневого пальца меньше.

Шатун и поршневой палец

В большинстве случаев шатуны изготавливаются из стали. Оба конца поршня закреплены шарнирно. Это необходимо для того, чтобы при движении поршня вверх и вниз он менял угол по отношению к шатуну и вращался вокруг коленчатого вала. Обычно поршневой палец запрессовывается в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. Нижняя головка шатуна соединена с шатунной шейкой коленчатого вала через вкладыши подшипника, к нижней головке шатуна крепится болтами крышка шатунного подшипника. Во вкладыше шатунного подшипника и нижней головке шатуна имеются отверстие и канал, по которым подается масло под давлением для смазки стенки цилиндра, поршня и поршневых колец.

Поршневые кольца

Поршневое кольцо представляет собой разрезное кольцо, вставляемое в канавку на наружной стороне поршня.

В двигателях внутреннего сгорания поршневые кольца необходимы для:

· герметизации камеры сгорания;

· отвода тепла от поршня к стенке цилиндра;

· ограничения расхода масла.

Большинство поршней автомобильных двигателей имеют по три кольца: два компрессион­ных и одно маслосъемное. В поперечном сечении компрессионные кольца обычно имеют прямоугольную, коническую или трапециевидную форму. Обычные непружинные маслосъемные кольца бывают скребкового и трапециевидного скребкового типа.

Пружинные маслосъемные кольца составные: из двух или трех элементов с пружинным расширителем. Поршневые кольца постепенно изнашиваются, так как при движении поршня они соприкасаются со стенками цилиндров. Для снижения износа кольца изготавливаются из очень прочного материала, обычно из чугуна. Нижнее маслосъемное кольцо оставляет на стенке цилиндра слой масла толщиной в несколько микрон. При установке новых колец необходимо внимательно следить за зазором в их замках. Замком называется разрез кольца, необходимый для установки колец на поршень и снятия с него. После установки колец на поршень и установки поршня в цилиндр с помощью приспо­собления сжатия для поршневых колец следует измерить зазор в замке набором щупов. Значение зазора должно находиться в пределах допуска. При уменьшенном зазоре поршневого кольца не останется места для расширения, и это может стать причиной заклинивания поршня в цилиндре. Увеличенный зазор может указывать на чрезмерный износ зеркала цилиндра и приводить к прорыву газов в картер.

Коленчатый вал

Типы и конструкция

Коленчатый вал двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение. В этом участвуют:

· поршень с поршневыми кольцами и поршневым пальцем;

Поршни перемещаются вверх и вниз между верхней и нижней мертвыми точками. Поршень соединен с коленчатым валом через поршневой палец и шатун. Таким образом, шатуны не только перемещаются вверх и вниз, но и вращаются. Вращательное движение коленчатого вала передается навесному оборудованию, например маховику, масляному насосу, насосу охлаждающей жидкости и т. п. Кроме того, от коленчатого вала могут приводиться уравновешивающие валы, снижающие вибрацию.

Конструкция коленчатого вала зависит от:

· расположения цилиндров (в ряд, V-образно или оппозитно);

· начального угла опережения зажигания;

· числа опор коленчатого вала;

Коленчатые валы динамически отбалансированы за счет отверстий в шейках и противовесов, компенсирующих массу шатунных шеек.

Коренные подшипники коленчатого вала

Подшипники обеспечивают плавное вращение коленчатого вала в постелях. Для колен­чатого вала двигателя обычно используются подшипники скольжения, которые имеют большую площадь контакта, а следовательно, могут выдержать гораздо большие силы, чем подшипники качения. Коленчатые валы современных рядных, 4-цилиндровых двигателей пятиопорные, старых двигателей — трехопорные. Длина коленчатых валов V-образных двигателей меньше, поэтому им требуется меньшее количество опор. Подшипники и шейки коленчатого вала смазываются маслом. Это необходимо для того, чтобы при любых нагрузках двигателя избежать непосредственного соприкосновения подшипников и шеек. Масло подается через отверстия в коленчатом валу и подшипниках. Толщина масляной пленки зависит от нагрузки и температуры двигателя. Если толщина пленки мала, то под воздействием теплоты трения она может выгореть, что приводит к заклиниванию колен­чатого вала. Если же толщина пленки слишком велика, двигатель может вибрировать и издавать повышенный шум.

Дата добавления: 2016-07-18 ; просмотров: 3244 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Что такое полевая сторона двигателя
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector