Кривошипно-шатунные механизмы, коленчатые валы

В состав двигателей внутреннего сгорания (ДВС) входит важнейший узел – кривошипно-шатунный механизм (КШМ). Он преобразует поступательное движение цилиндрического поршня во вращение коленчатого вала, которое используется для выполнения полезной работы. В разделе собраны чертежи кривошипно-шатунных механизмов, отдельных входящих деталей, а также графики исследований их функционирования. Здесь можно скачать разработанный комплект технической документации на это устройство с описаниями и расчётами.

Компоновка и основные детали

Весь механизм помещён в неподвижный корпус (картер). Поршни перемещаются в цилиндрах под воздействием газов от сгорания топливовоздушной смеси. Коленчатый вал установлен на подшипниках скольжения. Для придания равномерности вращения на одном конце закреплён маховик. Поршни связаны с коленвалом шатунами, нижняя расширенная часть которого сделана разборной, чтобы осуществлять монтаж. В состав механизма ещё входят поршневые пальцы, маслосъёмные и компрессионные кольца, вспомогательные фиксирующие, крепежные детали.

В ДВС используют 3 типа этого механизма:

• с прицепным шатуном;
• центральный, у которого ось рабочего цилиндра проходит через ось коленвала);
• смешанный (ось рабочего цилиндра не проходит через ось коленвала).

Основные показатели, используемые при исследовании работы КШМ:

• угловая скорость (ω);
• отношение радиуса кривошипа к рабочей длине шатуна (λ);
• радиус кривошипа (R);
• перемещение поршня (x), его скорость (V), ход (S);
• частота вращения коленчатого вала (n);

Неравномерность работы двигателя обусловлена воздействием нескольких сил:

• давления газов (на опоры не передаётся, так как уравновешивается в механизме);
• инерции (воздействует на корпус через подшипники, приводит к вибрации);
• центробежной (оказывает влияние через опоры, вызывает колебания).

Каждая из деталей устройства работает в специфических условиях, поэтому для их изготовления используют определённые металлы и сплавы.

Содержание разработанных комплектов

Материалы раздела представлены по следующим направлениям:

• графики исследований работы механизмов;
• кинематический и динамический анализ;
• проектирование устройства;
• наборы чертежей КШМ, отдельных деталей.

Примеры тематики готовых разработок чертежей, помещённых в раздел:

Проектирование КШМ осуществлялось на основе исходной информации, расчета параметров цикла, вычерчивания индикаторной диаграммы. Все полученные данные сводились в таблицы, на основании которых выполнен расчёт эксплуатационных характеристик.