Одним из важнейших механизмов двигателя внутреннего сгорания (равно как и некоторых разновидностей поршневого насоса или компрессора) является кривошипно-шатунный механизм. Его функциональная задача во время работы мотора автомобиля состоит в превращении возвратно-поступательного хода поршней во вращение коленвала. Как известно при воспламенении топлива в камере сгорания в цилиндрах двигателя возникает давление от газообразных продуктов сгорания топливовоздушной смеси. Так вот именно КШМ принимает это давление  на себя и запускает в качестве производной от этого воздействия механическую работу коленчатого вала в виде его вращения.

Коленчатый вал, поршни в цилиндрах и маховик   

Как выглядит работа КШМ в двигателе внутреннего сгорания?

Если бы удалось взглянуть на кривошипно-шатунный механизм в открытом состоянии, то есть без блока цилиндров, то можно было бы легко понять схему работы этого механизма. Двигаемый расширяющимися газами поршень поступательно продвигается к коленчатому валу. Так, как в конструкции КШМ присутствуют кинематические пары, связывающие поршень и шатун, а также шатун и вал, то движение поршня является той силой, которая заставляет коленчатый вал совершить вращение. На этом работа КШМ не останавливается, ведь описываемый процесс является только лишь первой – прямой фазой его работы. Вращение вала через кинетическую связь коленвала, шатуна и поршня становится принуждением к совершению обратного движения поршня в противоположную сторону. Это и есть вторая (обратная) фаза работы КШМ, которая возвращает поршень в исходное положение для начала новой прямой фазы.

Все детали, из которых состоит кривошипно-шатунный механизм, делят на две группы: подвижные и неподвижные.

К подвижным относятся:

  • поршень (с ним вместе идут кольца и палец);
  • шатун;
  • коленчатый вал и маховик.

К неподвижным относятся:

  • головка цилиндров;
  • блок цилиндров.

 

Скажи, как у тебя расположены цилиндры и я скажу какой у тебя тип двигателя

КШМ (вернее его конструкция) играет определяющую роль в деле типологии моторов. Так как этот механизм может быть достаточно разным, то и двигатель может иметь различный принцип работы. Так КШМ однорядный, с вертикально двигающимися поршнями используется в рядных моторах. Двухрядный КШМ, у которого поршни передвигаются под углом, являются частью V-образных силовых агрегатов. Случается так, что КШМ предусматривает движение поршней в горизонтальной плоскости, что позволяет создать небольшой по высоте мотор.

Элементы кривошипно-шатунного механизма

ПоршеньПоршень визуально похож на цилиндр, производят его из различных алюминиевых сплавов. Функция этой детали, как сказано выше, заключена в реагировании на механическое воздействие со стороны поступающих в цилиндр газов и участия в рабочих процессах, именуемых впуском, сжатием и выпуском. Конструкция поршня состоит из соединенных вместе головки, юбки и днища. У каждой из этих частей поршня есть свое предназначение. Днище своей плоскостью участвует в образовании камеры сгорания. В головке присутствуют специальные канавки для монтажа в них поршневых колец, одни из которых называются компрессионными, а другие – маслосъемными. Первые выполняют функцию уплотнителя, не дающего газам уходить из цилиндра, а вторые выводят масляные излишки из внутренней плоскости все того же цилиндра. Поршень соединяется с шатуном, а соединительным элементом в этом случае выступает поршневой палец.

ШатунШатун может быть кованным, изготовленным из стали или титана или же штампованным из тех же материалов. Он предназначен для передачи усилия от двигающегося поршня к коленвалу и наоборот. Шатун состоит их верхней и нижней головок и соединяющего их стержня, имеющего двутавровое сечение. Верхняя головка с помощью поршневого пальца крепится к поршню, а нижняя имеет разборной вид для закрепления шатуна на шейке вала.

Коленчатый валКоленчатый вал являет собой изломанную конструкцию, которая разделяется на шатунные и коренные шейки, между которыми находятся вращающиеся в подшипниках щеки. Коленвалы бывают стальные и чугунные. Вал принимает на себя усилие от шатуна и совершает оборот на подшипниках. Во внутренней полости вала есть отверстия, по которым происходит прохождение масла в системе смазки двигателя. Маховик закрепляется на окончании коленвала и его венец зубчатый связан со стартером, поэтому он является важнейшим элементом в системе пуска мотора. Сегодня чаще всего применяют в автомобилях двухмассовые маховики, которые, по сути, есть конструкцией из двух дисков.

Блок цилиндров

Блок цилиндров может быть отлит из чугуна или же из алюминия. По сути это есть основа мотора, его «скелет», на котором держатся все остальные элементы двигателя внутреннего сгорания. В блоке есть цилиндры, которые являются местом, где ходят поршни, рубашки охлаждения, которые противостоят перегреву мотора и постели для подшипников коленвала и распредвала.

Есть на блоке также места, к которым следует прикреплять различное навесное оборудование. Снизу к блоку прикреплен поддон.

Головка блока цилиндра имеет в своей конструкции:

  • камеру сгорания;
  • места для ввинчивания свечей;
  • втулки и седла;
  • впускные-выпускные каналы.

Блок должен быть соединен с головкой максимально герметично, поэтому используется прокладка.