В чем заключается работа шатунно кривошипного механизма. Назначение, устройство, принцип работы кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) в двигателях внутреннего сгорания отвечает за преобразование возвратно-поступательных движений поршня во вращательное движение коленчатого вала. Параллельно с этим вращательное движение коленвала преобразуется в обратное возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах двигателя.

Как работает КШМ

Кривошипно-шатунный механизм принимает на себя давление расширяющихся газов, которое возникает в результате сгорания порции топливно-воздушной смеси в герметично закрытой камере сгорания. Другими словами, КШМ преобразует тепловую энергию сгорания топлива в механическую работу коленчатого вала.

Энергия сгоревшего топлива в передается в виде давления на подвижные поршни, которые совершают возвратно-поступательные движения в специальных неподвижных втулках (гильзах). Указанные гильзы выполнены в блоке цилиндров. Поршень соединен с коленчатым валом двигателя при помощи шатуна. Через шатун полученное усилие от поршня передается на коленчатый вал, который в итоге формирует крутящий момент двигателя внутреннего сгорания.

Детали кривошипно-шатунного механизма ДВС

Конструктивно КШМ состоит из подвижных и неподвижных деталей. Базовыми неподвижными элементами конструкции являются:

• блок цилиндров;
• головка блока цилиндров;
• картер и поддон картера двигателя;

В списке основных подвижных элементов находятся:

• поршень;
• поршневые кольца;
• поршневой палец;
• шатун;
• коленчатый вал;

Блок цилиндров и ГБЦ

) и головка блока цилиндров () являются основой всего двигателя внутреннего сгорания. Указанные элементы отливают из чугуна или алюминиевых сплавов. Цилиндр в блоке является направляющей поршня.

Блок цилиндров имеет каналы для подачи охлаждающей жидкости (), в нем выполнены постели для установки подшипников коленчатого вала, на блок цилиндров крепится дополнительное оборудование.

Головка блока цилиндра является местом расположения камеры сгорания, в ГБЦ бензиновых двигателей выполнены свечные колодцы с резьбой для установки свечей зажигания.

Также в головке блока имеются каналы для впуска топливно-воздушной смеси и выпуска отработавших газов. Блок цилиндров и головка блока цилиндров соединяются при помощи прокладки головки блока, благодаря чему достигается герметичность соединения.

Энергия образующихся и расширяющихся в результате сгорания топлива газов создает давление на . Материалом изготовления поршней двигателя внутреннего сгорания являются алюминиевые сплавы. Поршень конструктивно имеет головку и юбку. Головки поршней бывают плоскими, вогнутыми или выпуклыми, то есть могут иметь различную форму. Также в головке поршня может быть выполнена камера сгорания, что характерно для дизельных моторов. Головка поршня имеет специальные прорези, в которые устанавливаются поршневые кольца.

Сегодня в конструкции предусмотрено использование поршневых колец двух типов: компрессионные и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца устанавливаются для создания уплотнения зазора между стенкой цилиндра (гильзой) и поршнем.

Благодаря этому удается минимизировать количество газов, которые попадают в картер двигателя из камеры сгорания, а также д

Назначение, устройство и принцип работы кривошипно-шатунного механизма, для студентов 2 курса, по профессии автомеханик

Открытый урок.

Предмет: «Устройство техобслуживание и ремонт автомобиля».

Тема: «Назначение, устройство и принцип работы кривошипно-шатунного механизма».

Группа: 8

Дата проведения: 12.03.2013г.

Цели:

1)    обучающая – научить обучающихся объяснять устройство, принцип работы приборов системы смазки;

2)    воспитательная – способствовать осознанию обучающихся необходимости знания и умения применить этот материал на практике;

3)    развивающая – развивать профессиональную речь путём освоения новых терминов, мышление в процессе анализа практических ситуаций и решения технических учебных задач.

Наглядные пособия: плакат с изображением КШМ автомобиля, разрезы ДВС КАМАЗ-740, DVD- плеер, проектор.

Форма занятия — урок.

Тип урока — комбинированный.

Время занятия: 45 мин.

Основные методы: словесные (объяснение, беседа), наглядные (иллюстрация, демонстрация). Данные методы способны активизировать учебно-познавательную деятельность обучающихся и позволяют за короткий промежуток времени передать большую по объёму информацию.

Ход занятия
1.     Начало занятия (1-2 минуты): взаимное приветствие, контроль посещения занятия, проверка готовности учащихся и аудитории к занятию, организация внимания. 
2.     Работа с пройденным ранее учебным материалом (проверка выполнения домашнего задания) (5-7 минут): устный опрос по теме «Общее устройство и рабочий цикл ДВС».
Вопросы для устного опроса: 

-Определение и принцип работы тепловых двигателей;

— Общее устройство ДВС;

— Рабочий цикл одноцилиндрового 4-хтактного двигателя;

— Рабочий процесс 2-хтактного ДВС.

3.     Работа над новым учебным материалом(25-27 минут): выдача раздаточного материала, объяснение с элементами беседы.
4.      Закрепление изученного материала (6 минут): опрос по теме, решение и разбор познавательных задач.
Вопросы:

·        Назовите назначение КШМ.

·        Из каких частей состоит КШМ.

·        Назовите основные неполадки КШМ.     

5.     Выдача домашнего задания (2-3 минуты): инструктаж выполнения домашнего задания; проконтролировать запись учащимися.
Учебники: Родичев В.А. «Грузовые автомобили». М, 2011г. (Гл.1) или Гельман Б.М «Сельскохозяйственные тракторы и автомобили»

— М,2007 (Гл.2)
6.     Окончание занятия (до 1 мин): подведение итогов занятия, выставление оценок, организованное завершение занятия.

Методика проведения занятия.
1.     Методика проведения начала занятия. Преподаватель входит в аудиторию, здоровается с учащимися, отмечает присутствующих. В ответ на приветствие преподавателя учащиеся встают и замолкают. Взаимное приветствие позволяет настроить учащихся на занятие. Перекличка по журналу. Преподаватель проверяет готовность аудитории к занятию: подготовленность доски, наличие мела, чистота в аудитории, освещенность, наличие необходимых ТСО. Преподаватель рассказывает о целях урока, порядке его проведения, знаниях и умениях, которые получат учащиеся в результате этого занятия. Учащиеся должны закрепить знания по пройденной теме «Рабочий цикл ДВС», а также изучить новую тему «КШМ», и затем провести закрепление полученных знаний. Поэтому целесообразно выбрать такую форму организации занятия, как комбинированный урок.
2.     Методика работы с пройденным ранее учебным материалом. Педагог проверяет подготовленность учащихся к уроку, спрашивает о домашнем задании. Для проверки выполнения домашнего задания, а также уровня подготовленности учащихся к уроку преподаватель применяет устный опрос. Преподаватель по списку выбирает учащихся, которые должны отвечать на устные вопросы. 
3.     Методика изучения нового материала. Преподаватель переходит к следующему этапу урока – работе над новым учебным материалом по теме «КШМ». Педагог объявляет тему с особой интонацией, чтобы учащиеся смогли осознать ее и записать в тетрадях.

Объясняя новый материал, преподаватель находится в основном у доски, так как существует необходимость обращаться к наглядному материалу, а также записывать некоторые данные на доске, приводить примеры. 

Изложение нового материала осуществляется с применением различных методов: основная часть знаний сообщается при помощи объяснения с элементами беседы, обязательно активно используются наглядные материалы: схема (КШМ автомобилей). Учебный материал необходимо сообщить громким, отчетливым голосом, что мобилизует и настраивает на усвоение знаний. В зависимости от степени сложности и важности материала нужно изменить темп изложения информации, например, выделяя интонацией основной материал, делая паузы в речи при формулировке и конспектировании учащимися выводов по изучаемой теме, или подробно останавливаясь на тех частях материала, которые наиболее сложны либо непонятны для обучающихся.

Основной материал

1.     Устройство кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм служит для восприятия давления газов в такте рабочего хода и преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из блока цилиндров, гильз и головок цилиндров, поршней с кольцами и поршневыми пальцами, шатунов, коленчатого вала, коренных и шатунных подшипников и маховика.
2. Блок цилиндров
Блок цилиндров представляет собой жесткую моноблочную V-образную конструкцию, отлитую из легированного серого чугуна как одно целое с верхней частью картера. Высокая жесткость блока обеспечивается разделением картерного пространства на отдельные отсеки поперечными перегородками с силовым оребрением и низким расположением плоскости разъема верхней, половины картера с масляным поддоном (значительно ниже осе коленчатого вала).
3. Поршни
Поршни изготовлены из высококремннетого алюминиевого сплава Применение алюминиевого сплава улучшает теплоотдачу и уменьшает массу поршней, а следовательно, и инерционные (центробежные) силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме из-за неравномерного движения поршней.

В толстостенном днище поршня выполнена открытая тороидальная камера сгорания, а в головке поршня — три канавки под поршневые кольца. Верхняя канавка, наиболее нагруженная, имеет вставку из жаропрочного чугуна.

Боковая поверхность поршня по высоте бочкообразная (диаметр головки поршня меньше диаметра юбки). В поперечном сечении юбка имеет форму эллипса, причем большая ось эллипса расположена в плоскости, перпендикулярной к оси пальца. Такая конструкция поршня обеспечивает практическую независимость зазора между поршнем и гильзой в плоскости движения шатуна от теплового состояния двигателя и тем самым предотвращает заклинивание поршня при работе прогретого двигателя. В то же время вследствие эллиптичности поршня при работе непрогретого двигателя снижается шум благодаря уменьшенному зазору между поршнем и стенкой Цилиндра в направлении действующей на поршень боковой силы от шатуна.
4. Шатуны
Шатуны стальные, двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна разъемная. Для точной посадки вкладышей подшипника нижнюю головку шатуна окончательно обрабатывают в сборе с крышкой, вследствие чего крышки шатунов невзаимозаменяемые. На крышке и шатуне нанесены метки спаренности в виде трехзначных порядковых номеров. Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.

Подшипниками скольжения в верхней головке шатуна служат биметаллические неразъемные  втулки с рабочим бронзовым слоем; » нижней   головке шатуна — съемные взаимозаменяемые вкладыши. Крышка нижней головки шатуна крепится гайками на двухболтах, запрессованных в боковые выступы верхней головки шатуна. На каждой шатунной шейке коленчатого вала устанавливается по два шатуна.
5. Коленчатый вал
Коленчатый вал изготовлен   из   высокоуглеродистой, стали методом горячей штамповки и упрочнен    азотированием   и закалкой токами  высокой частоты  шатунных  и  коренных   шеек., Он имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки, которые связаны между собой щеками. В шатунных шейках вала выполнены! полости, закрытые заглушками. В полостях масло подвергается дополнительной   центробежной   очистке.   Полости   шатунных    шеек сообщаются наклонными отверстиями,  просверленными   в   щеках вала, с поперечными каналами в коренных шейках.

На щеках, носке и хвостовике коленчатого вала имеются противовесы системы уравновешивания: на щеках они выполнены как одно целое с коленчатым валом, на  носке и хвостовике напрессованы при сборке и фиксируются сегментной шпонкой.

На носке коленчатого вала установлена ведущая шестерня  масляного насоса, на хвостовике — распределительная шестеря  в сборе с маслоотражателем. Два отверстия для запрессовки штифтов фиксации маховика, осевое отверстие для опорного подшипника первичного вала коробки передач и резьбовые отверстия для болтов крепления маховика.

От осевых смещений, вал фиксируется четырьмя упорными ста-леалюминиевыми полукольцами, установленными в выточках блока и крышки задней коренной опоры.

Уплотнение коленчатого вала осуществляется самоподжимным сальником, запрессованным в картер маховика, и маслоотражателем.
6.Маховик
Маховик отлит из специального серого чугуна. Он крепится к заднему торцу коленчатого вала восемью болтами из легированной стали. Точная фиксация маховика на коленчатом валу достигается при помощи двух установочных штифтов, запрессованных в торец коленчатого вала. На обработанную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для соединения с шестерней вала стартера при пуске двигателя. На заднем торце маховика устанавливается сцепление. Для’ проведения регулировок двигателя на маховике имеются паз под фиксатор маховика и отверстия для проворачивания коленчатого вала ломиком.

Основные понятия и определения.

Кривошипно-шатунный механизм служит для восприятия давления газов в такте рабочего хода и преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Состав КШМ:

Подвижные части: Коленвал, шатун, поршень, маховик

Неподвижные части: блок цилиндров, головки блока цилиндров, гильзы.
Общее устройство маслоприёмника.

Основные детали КШМ:

1.     Коленвал,

2.     Поршень,

3.     Шатун,

4.     Маховик,

5.     блок цилиндров.

Схема КШМ. Учащиеся схематически изображают в тетрадях схему КШМ, пользуясь наглядным пособием.
Во время сообщения учащимся основных определений и иллюстрации основных схем преподаватель диктует медленно, чтобы дать обучаемым возможность записать всю необходимую информацию, а также зарисовать схему.
4.     Методика проведения первичного закрепления. Чтобы обеспечить прочное усвоение материала, после объяснения следует проконтролировать, как был усвоен материал, остались ли непонятные сведения. Для этого преподаватель организует активную проработку материала, применяя фронтальный опрос. При этом работает вся группа, внимание учащихся повышенное. Опрос в разнобой держит учащихся в постоянной готовности, они не просчитывают свой вариант, а внимательно следят за ответами товарищей, исправляют друг друга.
Вопросы для фронтального опроса учащихся:

1)     Назовите назначение КШМ.

2)     Состав КШМ.

3)     Перечислите основные детали КШМ.
Этот способ закрепления материала позволяет также активизировать внимание учащихся, так как они вынуждены следить за ответами одногруппников.

Преподаватель просит учащихся не просто ответить на поставленные вопросы, а при необходимости проиллюстрировать их при помощи плаката.

5.     Методика выдачи домашнего задания. Преподаватель диктует домашнее задания и следит за тем, чтобы все учащиеся записали его в своих тетрадях. 

—        Прочитать  Гл.1 по учебнику: Родичев В.А. «Грузовые автомобили». М, 2011г.
—         Подготовиться к устному опросу по изученной теме.

6.     Методика окончания занятия. 

     Преподаватель подводит итоги, обобщает, что было сделано на уроке. Отмечает отдельных учащихся, наиболее и наименее активных, выставляет им оценки, обязательно комментируя их. Это необходимо для того, чтобы учащиеся видели результаты своей работы, что нужно исправить, что подкорректировать. Преподаватель выясняет, нет ли у учащихся каких-либо вопросов. Рассказывает, чем будут заниматься на следующем уроке. Проверяет, все ли в порядке в аудитории. Педагог прощается с группой, объявляет, что все могут быть свободны.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для того, чтобы данная система эффективно развивалась, необходимы высоко квалифицированные педагоги. Поэтому задача нашей Российской системы образования заключается в улучшении подготовки будущих специалистов. Эту идею необходимо увидеть, понять и творчески реализовать в работе педагогов для улучшения качества обучения. Естественно, что это непростая задача, но вполне выполнимая. Я надеюсь, что данная работа выполнит свою функцию и будет в чем-то полезна преподавателям спецдисциплин.

Данная методическая разработка оказывает помощь преподавателям лицеев и училищ в подготовке и проведении занятий по предмету «Тракторы и автомобили» у студентов, обучающихся по специальности «Автомеханик». 

Самоанализ урока 
Урок проводился в 8 группе. Обучающиеся находятся на той ступени развития, когда многие процессы и явления, происходящие в двигателе, им известны из курсов физики и химии. Перед этой темой был изучен материал рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания, поэтому, новый материал им давался легко, а также легко вести урок и преподавателю. Тот демонстрационный материал , который использовался на уроке, заинтерисовал обучающихся, позволил понять и изучить представленный материал. Обучающиеся участвовали в раскрытии темы, задавали вопросы, высказывали свое мнение. Значит можно сказать, что дальнейшее изучение темы, а в целом и всего предмета, обучающихся увлекает и они надеются, что полученные знания пригодятся в их дальнейшей профессии. Оценка урока-хорошо.

Графическая часть:

Матрица содержания темы «Основные части КШМ»

Назначение

Классификация

Коленчатый вал

Служит для получения инерции от возвратно-поступательного движения поршня, и передачи её на маховик 

По числу коренных шеек:
— с двумя и более
По числу шатунных шеек:
— с двумя и более

Поршень

Предназначен для передачи коленчатому валу вращательного движения 

По числу колец:
-3-х кольчатые
-4-х кольчатые 

Шатун

Предназначены для соединения поршня с коленчатым валом

По их конструктивным особенностям:
·  Поршни моноклинного исполнения СМД: 14, 20. 
·  Поршни пятиклинного исполнения Д 144, Д 240, 01 М, ЯМЗ 236, ЗиЛ 130. 
·  Поршни моноклинного исполнения с

упрочнением канавки компрессионного кольца методом плазменного переплава 
·  СМД 22/23, СМД 60/72, КАМАЗ 740, ЗиЛ 645. 
·  Поршни моноклинного исполнения с нирезистовой вставкой

Маховик

Предназначены для увеличения крутящего момента

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ): устройство и предназначение

Одной из составляющих частей двигателя является кривошипно-шатунный механизм (сокращенно – КШМ). О нем и пойдет речь в нашей статье.

Основное предназначение КШМ в изменении прямолинейных движений поршня на вращательные действия коленвала в моторе, а также наоборот.

Схема кривошипно-шатунного механизма(КШМ): 1 – Вкладыш шатунного подшипник; 2 – Втулка верхней головки шатуна; 3 – Поршневые кольца; 4 – поршень; 5 – Поршневой палец; 6 — Стопорное кольцо; 7 – Шатун; 8 – Коленчатый вал; 9 – Крышка шатунного подшипника

Строение КШМ

Поршень

Эта деталь КШМ представлена в виде цилиндра, сделанного из алюминия и некоторых примесей. Составляющими частями поршня есть: юбка, головка, днище, соединенные в единую деталь, но имеющие разные функции. В днище поршня, которое может иметь разную форму, находится камера сгорания. Продолговатые углубления головки предназначены для колец. Кольца компрессионные защищают механизм от прорывов газа. В свою очередь кольца маслосъемные обеспечивают удаление лишнего количества масла из цилиндра. Юбка содержит две бобышки, которые способствуют расположению поршневого пальца, служащего связующим звеном между поршнем и шатуном.

По своей сути поршень – это деталь, которая трансформирует колебания давления газа в механический процесс и способствует обратному действию – нагнетает давление путем обратно-поступательной деятельности.

Шатун

Основное предназначение шатуна – перемещение усилия, полученного от поршня на коленвал. В строении шатуна существует верхняя и нижняя головка, соединение деталей осуществляются с помощью шарниров. Составляющей частью детали является еще двутавровый стержень. Благодаря разбирающейся нижней головке создается крепкое и точное крепление с шейкой коленвала. Что касается верхней головки, то в ней расположен вращающийся поршневой палец.

Коленчатый вал

Главная роль коленвала – обработка усилия, поступающего от шатуна для трансформирования его в крутящий момент. Коленвал составляют несколько коренных, шатунных шеек, обитающих в подшипниках. В шейках и щеках есть специальные отверстия, использующиеся в виде маслопроводов.

Маховик

Маховик размещен на конце коленвала. Механизм представлен в виде 2-х объединенных дисковых пластин. Зубчатая сторона детали задействована напрямую в запуске мотора.

Блок и головка цилиндров

Предназначение цилиндра КШМ – направление работы поршней. В блоке цилиндров сосредоточены точки крепления агрегатов, рубашки охлаждения, подушки для подшипников. В голове блока цилиндров размещена камера сгорания,  втулки, посадочные места для свечей, седла клапана, каналы для впуска и выпуска. Сверху блок цилиндров защищает специальная герметичная прокладка. Вместе с этим головка цилиндра прикрыта резиновой прокладкой, а также штампованной крышкой.

Ответы Mail.ru: Каково назначение кривошипно-шатунного механизма?

читай литературу по двс своими словами чтобы превращать энергию возвратно-поступательно движения поршня во вращательное движение

КШМ преобразует энергию взрыва в энергию вращения

Преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала.