Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Кривошипно-шатунный механизм

Как и у паровой машины, возвратно-поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение вала двигателя внутреннего сгорания. Это преобразование выполняет кривошипно-шатунный механизм. Он состоит из поршня, шатуна (в отдельных случаях имеется шток и крейцкопф), коленчатого вала и маховика.
При наличии штока и крейцкопфа (крейцкопфные двигатели) боковое давление, возникающее при наклонном положении шатуна, не передается на поршень и стенки цилиндра, а воспринимается ползуном и параллелями. К крейцкопфным двигателям относятся все двигатели двойного действия и двигатели большой мощности.
Однако у большинства двигателей внутреннего сгорания шток, ползун и параллели отсутствуют. Такие двигатели называются бескрейцкопфными или тронковыми. Тронковые двигатели менее сложны вследствие отсутствия крейцкопфного узла и имеют меньшую высоту, что также весьма ценно.
При работе тронкового двигателя боковое давление, возникающее при наклонном положении шатуна, воспринимается поршнем и передается рабочей поверхности цилиндра. В этом случае поршень шарнирно соединяется непосредственно с шатуном и выполняет роль ползуна.
Поршень воспринимает давление газов и передает его шатуну и коленчатому валу. Поршни могут быть цельными и составными, с охлаждением жидкостью и без охлаждения. Чаще всего поршни диаметром до 400 мм изготовляются цельными.
На фиг. 88 представлен цельный поршень тронкового типа без охлаждения. Он имеет стаканообразную форму и состоит из нижней цилиндрической части, называемой троиком или юбкой, и верхней части 4, называемой головкой поршня. Длина поршня тронкового типа обычно составляет 1,3—1,6 диаметра цилиндра D и определяется допустимым удельным давлением на стенки цилиндра; кроме того, она зависит от количества уплотнительных колец 3 и от расстояния между ними. Удельное давление не должно превосходить 6—8 кг/см2.
Количество уплотнительных (компрессионных) колец колеблется в пределах 3—6. Эти кольца служат для воспрепятствования прорыва газов между поршнем и стенками цилиндра. Они выполняются квадратного, прямоугольного и трапецеидального сечения с различными формами замков (стыков). Для свободного расширения кольца при нагревании предусматривается зазор в замке, величина которого в холодном состоянии составляет для двух верхних колец 0,0060, а для остальных 0,004D.
Опыт показывает, что лучшее уплотнение с меньшей потерей на трение получается при большем числе узких колец,
Кольца должны прилегать к рабочей поверхности цилиндра без просветов, а поэтому должны быть достаточно упруги, но не чрезмерно, чтобы не увеличивать потери на трение и не усиливать изное рабочей поверхности цилиндра. Однако давление колец на стенку цилиндра зависит не только от их упругости, но главным образом от величины давления газов. Газы, проникая через зазор между кольцом и торцовой поверхностью канавки в поршне, прижимают кольцо к стенке цилиндра. Естественно, что наибольшее давление газы оказывают на первое сверху кольцо; поэтому наибольшему износу подвергается цилиндрическая поверхность первого кольца, которая в большей степени изнашивает и рабочую поверхность цилиндра.