Какая деталь соединяет коленвал двигателя с поршнем: Тест №1 «Кривошипно-шатунный механизм»

Содержание

Тест №1 «Кривошипно-шатунный механизм»

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Омской области

«Седельниковский агропромышленный техникум»

ТЕСТ

«Кривошипно-шатунный механизм»

МДК.01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей»

ПМ. 01 Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

по профессии 23.01.03 Автомеханик

Составил: Баранов Владимир Ильич мастер производственного обучения

Седельниково, Омская область, 2017

Целью настоящих тестов является закрепление студентами знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме «Кривошипно-шатунный механизм», входящей в состав МДК 01. 02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик».
Тесты составлены в соответствии с требованиями программы профессионального модуля ПМ.01 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», по профессии 23.01.03 «Автомеханик», 1 курс.

ТЕСТ

«Кривошипно-шатунный механизм»

1. Какие детали КШМ относятся к неподвижной группе?

а) блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, маховик

б) блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, коленчатый вал, гильза цилиндров

в) блок цилиндров, картер, крышка блок картера, гильза цилиндров, прокладка блок-картера

2. Из каких материалов изготавливают блок-картер современного двигателя?

а) из легированной стали

б) из бронзы или латуни

в) из чугуна или алюминиевых сплавов

3. Чем закрывается блок-картер двигателя сверху и снизу?

а) сверху и снизу специальными кожухами

б) сверху крышкой цилиндров, снизу кожухом маховика

в) сверху крышкой цилиндров, снизу поддоном картера

4. Как закрывается блок цилиндров на двигателе КамАЗ-740 сверху?

а) двумя головками из чугуна

б) каждый цилиндр отдельной головкой из алюминиевого сплава

в) двумя головками из алюминиевого сплава

г) одной головкой из алюминиевого сплава

5. Какие детали КШМ относятся к подвижной группе?

а) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, коренные подшипники

б) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, шатунные подшипники

в) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, поддон картера.

6. Что является направляющей для поршня при его перемещениях в двигателе?

а) блок-картер

б) гильза цилиндра

в) коленчатый вал

7. Что называют зеркалом цилиндра?

а) установочные пояски гильзы

б) внутреннюю поверхность гильзы цилиндров

в) наружную поверхность гильзы цилиндров.

г) специальное устройство на торце гильзы

8. Что означает выражение: «На двигателе установлены мокрые гильзы?»

а) гильза, внутренняя поверхность которой смазывается маслом б) гильза, наружная поверхность которой омывается охлаждающей жидкостью

в) гильза, которая охлаждается воздухом

9. Что такое камера сгорания?

а) объем между днищем поршня и головкой цилиндра, когда поршень находится в ВМТ

б) весь объем расположенный под поршнем

в) объем, в котором происходят рабочие процессы двигателя.

10. Сколько головок цилиндров имеет двигатель ЗиЛ-508?

а) 8головок

б) 4головки

в) 2головки

г) 1головку.

11. Как затягивают болты или шпильки крепления головок цилиндров?

а) в такой последовательности как работает двигатель с применением удлинителя ключа

б) затяжку проводят, прилагая к ключу как можно большее усилие

в) затяжку проводят равномерно в определенной последовательности в 2-3 приема, с определенным усилием

12. Почему головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку?

а) для удобства установки компрессионных и маслосъемных колец б) для равномерного распределения давления газов на поршень

в) для предотвращения заклинивания поршня при нагреве его во время работы

13. Из какого материала изготавливают поршни?

а) из бронзового сплава

б) из алюминиевого сплава

в) из стали

г) из титана

14. Каким способом фиксируется поршневой палец в поршне?

а) стопорными кольцами

б) стопорными штифтами

в) установочными болтами

15. По назначению поршневые кольца делятся на:

а) уплотнительные и маслосъемные

б) компрессионные и уплотнительные

в) компрессионные и маслосъемные.

г) уплотнительные и стопорные

16. Какое компрессионное кольцо работает в самых тяжелых условиях?

а) верхнее

б) нижнее

в) среднее.

17. Какая деталь соединяет коленчатый вал двигателя с поршнем?

А поршневой палец

б) шатун

в) шатунный подшипник.

18. Сколько шатунов крепится на 1 шатунной шейке коленчатого вала 8-ми цилиндрового V-образного двигателя?

а) один

б) два

в) четыре.

г) восемь

19. Рядный четырехцилиндровый двигатель имеет коленчатый вал на котором

а) 4коренных и 4шатунных шеек

б) 5коренных и 4шатунных шеек

в) 4коренных и 5шатунных шеек

г) 5коренных и 5шатунных шеек.

20. Для чего предназначена нижняя головка шатуна с крышкой?

а) для соединения шатуна с поршнем

б) для соединения шатуна с коленчатым валом

в) для соединения шатуна с поршневым пальцем.

Эталон ответов:

Вопрос	1	2	3	4	5	6	7
Ответ	в	в	в	б	б	б	б
Вопрос	8	9	10	11	12	13	14
Ответ	б	а	в	в	в	б	а
Вопрос	15	16	17	18	19	20
ответ	в	а	б	б	б	б

Критерии оценок тестирования:

Оценка «отлично» 18-20 правильных ответов из 20 предложенных вопросов;

Оценка «хорошо» 14-17 правильных ответов из 20 предложенных вопросов;

Оценка «удовлетворительно» 10-13 правильных ответов из 20 предложенных вопросов;

Оценка неудовлетворительно» 0-9 правильных ответов из 20 предложенных вопросов.

Список литературы

Кузнецов А.С. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: в 2 ч. – учебник для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. — М.: Издательский центр «Академия», 2012.

Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту автомобилей (моторист): учеб. пособие для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013.

Автомеханик / сост. А.А. Ханников. – 2-е изд. – Минск: Современная школа, 2010.

Виноградов В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.М. Виноградов, О.В. Храмцова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012.

Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.В. Петросов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

Карагодин В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

Коробейчик А.В. к-68 Ремонт автомобилей / Серия «Библиотека автомобилиста». Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

Коробейчик А.В. К-66 Ремонт автомобилей. Практический курс / Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

Чумаченко Ю.Т., Рассанов Б.Б. Автомобильный практикум: Учебное пособие к выполнению лабораторно-практических работ. Изд. 2-е, доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2003.

Слон Ю.М. С-48 Автомеханик / Серия «Учебники, учебные пособия». – Ростов н/Д: «Феникс», 2003.

Жолобов Л.А., Конаков А.М. Ж-79 Устройство и техническое обслуживание автомобилей категорий «В» и «С» на примере ВАЗ-2110, ЗИЛ-5301 «Бычок». Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002.

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление от расширяющихся газов при сгорании рабочей смеси и преобразовывает возвратно-поступательное движение вала во вращательное движение коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм включает в себя:
1) блок цилиндров с картером;
2) головки цилиндров;
3) поршни с кольцами;
4) поршневые пальцы;
5) шатуны, коленчатый вал;
6) маховик; поддон картера.
Блок цилиндров является базисной деталью двигателя. К блоку цилиндров крепятся кривошипно-шатунный, газораспределительный механизмы, а также все навесные приборы и механизмы.
Блок цилиндров, как правило, отливают из серого чугуна, реже из сплава силумина. В отливке блоков цилиндров имеются полости для смазывания охлаждающей жидкостью стенок гильз цилиндров. Гильзы цилиндров могут быть вставными и изготовленными из жаростойкой стали, или они могут быть отлиты вместе с блоком-картером. Внутренняя поверхность гильз блока цилиндров тщательно шлифуется, так как она служит в качестве направляющей при движении поршня.
Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху. На ней размещаются детали газораспределительного механизма, камеры сгорания, а также на ней выполнены отверстия под свечи или форсунки и запрессованы втулки и седла клапанов. Для охлаждения камер сгорания вокруг камер и вокруг самой головки предусмотрена специальная полость. Для герметичности разъема между головкой и блоком цилиндров помещается уплотненная стальная или сталеасбестовая прокладка. Крепление головки цилиндров к блоку цилиндров осуществляется при помощи шпилек с гайками. Головки цилиндра отливаются из алюминиевого сплава (АЛ-4) или из чугуна. Сверху они накрываются клапанной крышкой из штампованной стали или алюминиевого сплава, между крышкой и головками цилиндра для уплотнения находится прокладка, выполненная из уплотненной пробковой или маслобензостойкой резины. Двигатели с однорядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, а двигатели с V-образным расположением цилиндров могут иметь отдельные головки на каждый ряд цилиндров, либо на группу цилиндров, или на каждый цилиндр в отдельности.
Поршень воспринимает давление от расширяющихся газов в течение такта двигателя и передает его на коленчатый вал двигателя. Поршень представляет собой перевернутый вверх днищем стакан. Он отливается из высококремнистого алюминиевого сплава. В конструкции поршня выделяют днище, уплотняющую и направляющую часть. Днище вместе с направляющей частью составляет головку поршня. В головке поршня проточены канавки для поршневых колец. Днище поршня вместе с головкой цилиндра формирует камеру сгорания. Ниже головки расположена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются отверстия под поршневой палец. Поскольку поршень совершает движения при высокой температуре, то его конструкция должна полностью исключать его заклинивание при тепловом расширении. Для этого головку поршня делают меньшего диаметра, чем юбку.
Поршневые кольца бывают двух типов: компрессионные и маслосъемные. Они устанавливаются в специально отведенные для этого канавки. Компрессионные кольца предназначены для того, чтобы предотвращать прорыв отработанных газов из камеры сгорания в картер двигателя, а также они служат для уплотнения поршня в гильзе цилиндра. Маслосъемныё кольца предназначены для того, чтобы снимать излишки масла с зеркала цилиндра и не допускать его попадания в камеру сгорания. На поршень, как правило, устанавливают два или три компрессорных кольца, в зависимости от модели автомобиля. Маслосъемныё кольца устанавливают по одному на поршень. Они состоят из двух стальных разрезных колец, одного стального гофрированного осевого кольца и одного радиального расширителя.
Компрессионные кольца могут иметь коническую форму и выточку на верхней внутренней кромке кольца, а также они могут быть прямоугольного сечения. Маслосъемные кольца могут иметь коническую, скребковую или пластинчатую форму с расширителями. Маслосъемные кольца также имеют сквозные прорези для прохода масла через канавку внутрь поршня.
Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном и удерживается от осевого смещения стопорными кольцами. Палец имеет форму пустотелого цилиндра. Он изготавливается из хромоникелевой стали. Его поверхность упрочняется цементацией и закаливается токами высокой частоты.
Шатун необходим для соединения поршня с коленчатым валом двигателя, а также для передачи давления расширяющихся газов от поршня к коленчатому валу. Кроме этого во время вспомогательных тактов через шатун приводится в действие поршень.
Шатун состоит из верхней головки с запрессованной втулкой, выполненной из оловянной бронзы и из разъемной нижней головки. В нижнюю головку шатуна вставлены тонкостенные вкладыши, залитые слоем антифрикционного сплава. Головки шатуна соединяются стержнем двутаврового сечения. Нижняя разъемная головка шатуна закрепляется на шатунной шейке коленчатого вала при помощи крышки. Шатун и его крышка изготавливаются из легированной или углеродистой стали.
Нижняя головка шатуна и крышка соединяются болтами и шпильками со специальными шайбами.
Резьба гайки немного отличается от резьбы шпилек болтов, это обеспечивает самостопорение резьбового соединения.
Вкладыши нижней головки изготовлены из стальной или сталеалюминевой ленты, которая покрыта антифрикционным слоем. От поворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются специальными выступами (усиками). Усики фиксируются в канавках, выфрезированных в шатуне и его крышке.
Коленчатый вал предназначен для того, чтобы воспринимать усилия от поршней и преобразовывать их в крутящий момент, который передается агрегатам трансмиссии автомобиля через маховик. Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, которые соединяются шейками с противовесами, из фланца и креплений для маховика. На переднем кольце коленчатого вала (носке) находятся шпоночные пазы для закрепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора. Кроме этого на носке коленчатого вала имеется отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует колено (кривошип) коленчатого вала. Расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов поршня в различных цилиндрах автомобильного двигателя.
Коленчатый вал изготовляют из стали или из высокопрочного магниевого чугуна. Шейки вала изготовляют полыми, это позволяет уменьшить величину «центробежных сил, кроме этого полости шеек коленчатого вала служат в качестве грязеуловителей моторного масла. Шейки коленчатого вала полируют и шлифуют, а поверхность закаливают токами высокой частоты. Шейки вала имеют небольшие сверления для подвода масла к трущимся поверхностям шатунных и коренных шеек вала.
Маховик предназначен для уменьшения неравномерности работы двигателя, для вывода поршней из мертвых точек, для облегчения пуска двигателя, кроме этого маховик способствует плавному движению автомобиля с места. Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна. На ободе маховика находится зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.
Поддон картера выполняет резервуар для моторного масла и предохраняет картер двигателя от попадания пыли и грязи. Поддон картера изготовляют из стали или из алюминиевых сплавов.

Шатун

: типы, детали, применение, функции поршневой двигатель, соединяющий поршень к коленчатому валу. Обычно он изготавливается из стали или алюминия и имеет определенную длину и форму, которые позволяют передавать движение поршня на коленчатый вал.

В четырехтактном двигателе шатун отвечает за преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Шатун PDF [GATE Notes]

Шатун играет решающую роль в работе поршневого двигателя. Он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать силы, действующие на него со стороны поршня, но при этом достаточно легким, чтобы не увеличивать вес двигателя. Он также должен быть тщательно отбалансирован, чтобы обеспечить плавную работу и избежать чрезмерного износа других компонентов двигателя. Кроме того, шатун должен быть правильно выровнен с коленчатым валом и поршнем, чтобы обеспечить эффективную передачу движения.

Загрузить полные примечания к формуле двигателя с внутренним двигателем в формате PDF

Содержание

1. Что такое шатун?
2. Схема шатуна
3. Детали шатуна
4. Типы шатуна
5. Применение шатуна
6. Материал шатуна
7. Функции шатуна
8. Важность шатуна
9. Шатун двигателя

Прочитать статью полностью

Что такое шатун?

Шатун представляет собой механическую деталь, соединяющую поршень с коленчатым валом в поршневом двигателе. Он отвечает за передачу усилия от поршня к коленчатому валу и преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Это позволяет двигателю приводить в действие машины и транспортные средства.

Формулы для машиностроения GATE — Сопротивление материалов

Схема шатуна

Схема шатуна — это визуальное изображение шатуна, который является важным компонентом двигателя. На диаграмме обычно показан шатун по отношению к другим частям двигателя, таким как поршень, коленчатый вал и цилиндр. Он также может включать этикетки и другие аннотации, помогающие объяснить функцию и работу шатуна. Диаграмма часто используется для изучения и понимания конструкции и работы двигателя.

Части шатуна

Шатун — это механический компонент, который соединяет вместе две другие механические детали, такие как поршень и коленчатый вал. Обычно он состоит из нескольких различных частей, включая следующие:

Корпус шатуна: Это основная часть шатуна, обычно изготавливаемая из прочной и долговечной стали. Он имеет цилиндрическую форму с закругленными концами и рассчитан на то, чтобы выдерживать напряжения и силы, приложенные к нему в процессе эксплуатации.
Шатун и шатун: Шатун — это больший закругленный конец шатуна, который крепится к коленчатому валу. Маленький конец — это меньший закругленный конец, который прикреплен к поршню. Корпус стержня соединяет большой и малый концы, выполненные с возможностью поворота и вращения относительно друг друга.
Шатунная шейка: Шатунная шейка представляет собой цилиндрический компонент, прикрепленный к коленчатому валу и заходящий в большой конец шатуна. Шатунная шейка позволяет шатуну поворачиваться и вращаться относительно коленчатого вала, когда поршень движется вверх и вниз в цилиндре.
Поршневой палец: Поршневой палец, также известный как поршневой палец или поршневой палец, представляет собой небольшой цилиндрический компонент, прикрепленный к поршню и входящий в малый конец шатуна. Поршневой палец позволяет шатуну поворачиваться и вращаться относительно поршня при вращении коленчатого вала.
Подшипники: Шатуны обычно имеют подшипники как на большом, так и на малом концах, что позволяет им плавно поворачиваться и вращаться. Эти подшипники могут быть изготовлены из различных материалов, таких как бронза или синтетический полимер с низким коэффициентом трения.
Болты и гайки: Шатуны часто скрепляются болтами и гайками, что позволяет легко разбирать и собирать их для технического обслуживания или ремонта. Эти болты и гайки могут быть изготовлены из различных материалов, таких как сталь или сплав.

Формулы для машиностроения GATE – проектирование машин

Типы шатунов

Несколько различных типов шатунов используются в различных приложениях, в зависимости от конкретных требований системы, в которой они используются. Некоторые распространенные типы шатунов включают следующее:

Шатуны двутавровой балки: Шатуны двутавровой балки являются наиболее распространенными шатунами, используемыми во многих двигателях внутреннего сгорания. Они названы в честь своего характерного Н-образного поперечного сечения, которое обеспечивает прочную и жесткую конструкцию, способную выдерживать высокие напряжения и силы, действующие на стержень во время работы.
Шатуны двутавровой балки: Шатуны двутавровой балки аналогичны шатунам двутавровой балки, но имеют I-образное поперечное сечение вместо Н-образного поперечного сечения. Это обеспечивает несколько иной баланс прочности и веса, и двутавровые шатуны часто используются в высокопроизводительных двигателях, которым требуется легкий и прочный шатун.
Шатуны из кованой стали: Шатуны из кованой стали изготавливаются из цельного куска стали, который нагревается и формуется под давлением для создания готового шатуна. Этот процесс создает прочный и долговечный шатун, хорошо подходящий для приложений с высокими нагрузками.
Алюминиевые шатуны: Алюминиевые шатуны изготовлены из алюминия, легкого и прочного материала. Они часто используются в двигателях, которым требуется легкий шатун, например, в гоночных или небольших двигателях.
Титановые шатуны: Титановые шатуны изготовлены из титана — прочного, легкого и устойчивого к коррозии материала. Они часто используются в высокопроизводительных двигателях, которым требуется легкий и прочный шатун.
Шатуны из порошкового металла: Шатуны из порошкового металла изготавливаются из смеси металлических порошков, которые спрессовываются и нагреваются для получения готового шатуна. Этот процесс позволяет создавать сложные формы и конструкции, а шатуны из порошкового металла часто используются в высокопроизводительных двигателях.
Поршневые шатуны: Поршневой шатун — это стержень, который соединяет поршень с коленчатым валом в двигателе. Это критический компонент в работе двигателя, поскольку он передает движение поршня на коленчатый вал, позволяя двигателю генерировать мощность. Шатун должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать вес поршня и выдерживать силы поршня, когда он движется вверх и вниз в цилиндре. Он также должен иметь возможность свободно перемещаться внутри цилиндра, чтобы поршень мог двигаться без препятствий. Материал, используемый для изготовления шатуна, его конструкция и размеры являются важными факторами, влияющими на производительность и эффективность двигателя.
Шатуны с подшипниками: Шатуны с подшипниками представляют собой шатуны, на концах которых установлены подшипники. Подшипники позволяют шатуну плавно вращаться вокруг коленчатого вала и поршня, уменьшая трение и повышая эффективность двигателя. В шатунах используются два коренных подшипника: подшипники скольжения и подшипники скольжения. Подшипники скольжения — это простые недорогие подшипники с металлической поверхностью, покрытой материалом, например медью или свинцом, для уменьшения трения. С другой стороны, подшипники скольжения более сложны и обычно изготавливаются из металлического сплава. В них используется пленка смазочного масла для уменьшения трения и поддержки веса шатуна и поршня. Выбор типа подшипника для шатуна будет зависеть от конкретных требований двигателя и приоритетов проектной группы.

Применение соединительных стержней

Соединительные стержни являются ключевым компонентом многих механических систем и используются во многих областях. Вот некоторые распространенные примеры:

Двигатели внутреннего сгорания: В двигателях, в которых используется узел поршня и шатуна, шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Когда поршень движется вверх и вниз в цилиндре, шатун передает движение поршня на коленчатый вал, который преобразует прямолинейное движение поршня во вращательное движение.
Гидравлические системы: Шатуны обычно используются в гидравлических системах для передачи линейного движения гидравлического поршня на механический компонент, такой как кривошип или рычаг.
Робототехника: Во многих робототехнических системах соединительные стержни соединяют различные механические компоненты и передают движение от одной части робота к другой.
Механический часовой механизм: В механических часах и других часовых механизмах шатуны часто используются для передачи движения от спускового механизма к стрелкам часов.
Музыкальные инструменты: Соединительные стержни иногда используются в музыкальных инструментах, таких как пианино и клавесины, для передачи движения клавиши или педали на механический компонент, производящий звук.

Материал шатунов

Материал, используемый для шатунов двигателя, может различаться в зависимости от предполагаемого применения и конструкции двигателя. Обычные материалы для шатунов включают сталь, алюминий и титан. Каждый из этих материалов обладает уникальными свойствами, которые делают его пригодным для изготовления шатунов. Например, сталь известна своей прочностью и долговечностью, а алюминий легкий и обладает хорошей теплопроводностью. С другой стороны, титан очень прочный и легкий, но при этом очень дорогой. В конечном счете, материал для шатуна будет зависеть от конкретных требований двигателя и приоритетов проектной группы.

Функции шатуна

Шатун является важным компонентом двигателя, так как он соединяет поршень с коленчатым валом и передает движение поршня на коленчатый вал. Это движение приводит двигатель в движение и позволяет ему генерировать мощность. Шатун выполняет несколько ключевых функций в двигателе, в том числе:

Передача движения поршня на коленчатый вал: Шатун преобразует движение поршня вверх-вниз во вращательное движение коленчатого вала.
Выдерживание веса поршня: Шатун должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать вес поршня и любые другие нагрузки на него, такие как давление продуктов сгорания в цилиндре.
Свободное перемещение поршня: Шатун должен свободно перемещаться внутри цилиндра, чтобы поршень мог беспрепятственно перемещаться вверх и вниз.
Поглощение усилий, создаваемых поршнем: Шатун должен выдерживать силы, создаваемые поршнем при его движении вверх и вниз, например, давление продуктов сгорания и удары поршня о цилиндр голова.

В целом шатун играет жизненно важную роль в работе двигателя, передавая движение, поддерживая вес и поглощая силы.

Значение соединительного стержня

Соединительные стержни являются важным компонентом многих механических систем и играют решающую роль в работе этих систем. Некоторые из основных причин, по которым важны шатуны, включают следующее:

Передача движения: Шатуны соединяют две механические части, такие как поршень и коленчатый вал, и передают движение одной части другой. Это обеспечивает эффективную передачу движения между различными частями механической системы, что необходимо для правильной работы.
Преобразование движения: Во многих системах шатуны используются для преобразования линейного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Это важно в таких системах, как двигатели внутреннего сгорания, где движение поршней должно быть преобразовано во вращательное движение для привода колес или других компонентов транспортного средства.
Выдерживаемые усилия: Соединительные стержни спроектированы таким образом, чтобы выдерживать высокие напряжения и силы, действующие во время работы. Это позволяет им эффективно передавать и преобразовывать движение, не ломаясь и не выходя из строя под действием приложенных к ним сил.
Уменьшение трения: Шатуны обычно имеют подшипники как на большом, так и на малом концах, что позволяет им плавно поворачиваться и вращаться. Это уменьшает трение и износ между шатуном и другими механическими компонентами, с которыми он соединен, что помогает повысить эффективность и долговечность системы.
Гибкость конструкции: Соединительные стержни бывают различных форм, размеров и материалов, что позволяет разработчикам выбирать шатуны, наиболее подходящие для их конкретного применения. Такая гибкость конструкции позволяет создавать широкий спектр механических систем, оптимизированных для различных целей и требований.

Двигатель с шатуном

Двигатель с шатуном — это двигатель, в котором поршень соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна. Этот тип двигателя также известен как поршневой двигатель, потому что движение поршня является «возвратно-поступательным» — движение вперед и назад по прямой линии. Шатунные двигатели обычно используются в двигателях внутреннего сгорания, например, в легковых и грузовых автомобилях. В этих двигателях шатун передает движение поршня, приводимого в движение сгоранием топлива, на коленчатый вал. Затем коленчатый вал преобразует это во вращательное движение, которое приводит в движение колеса автомобиля. Шатунные двигатели также используются в некоторых паровых двигателях и двигателях других типов.

Часто задаваемые вопросы о шатуне

Что такое шатун?
Шатун — это сокращение от шатуна. Шатунный механизм на коленчатом валу преобразует возвратно-поступательный импульс в скорость вращения. Шатун соединяет поршень с коленчатым валом, передавая давление сгорания на шатунную шейку.
Какие две основные части шатуна?
Шатун для двигателя внутреннего сгорания состоит из трех частей: «большой конец», «шатун» и малый конец. Маленький конец прикреплен к поршневому пальцу (также известному как «поршневой палец» или «поршневой палец»), который позволяет шатуну и поршню вращаться.
В чем разница между поршнем и шатуном?
Многие ошибочно принимают поршневой шток и шатун за один и тот же элемент; Однако, это не так. Шток поршня представляет собой отдельный элемент, который соединяется с крейцкопфом, тогда как шатун напрямую присоединяется к коленчатому валу.
Почему ломаются шатуны?
Из-за недостаточной смазки при сильном нагреве, когда болт заблокирован, шатун вытягивается из замка поршневого пальца, что приводит к поломке шатуна на высокой скорости. Чтобы уменьшить вероятность проблем с шатуном, используйте высококачественное моторное масло.
Что означает стук штока?
Стук штока — это глубокий постукивающий звук, издаваемый двигателем. Это результат износа или износа. Движение затруднено, когда шатуны внутри подшипников транспортного средства имеют чрезмерный зазор. Когда поршень смещается в направлении, металл ударяется о металл, вызывая стук.

ESE & GATE ME

Mechanical Engg.GATEGATE MEHPCLBARC SOESEIES MEBARC ExamISRO ExamOther Exams

Избранные статьи

Следите за последними обновлениями

Наши приложения

BYJU’S Exam Prep: приложение для подготовки к экзамену

GradeStack Learning Pvt. Ltd.Windsor IT Park, Башня — A, 2-й этаж,

Сектор 125, Нойда,

Уттар-Прадеш 201303

[email protected]

Шатун двигателя | Описание типов, деталей, материалов и напряжений

Введение

Шатун является одним из наиболее важных компонентов дизельного двигателя внутреннего сгорания. Он находится в постоянном напряжении независимо от того, работает двигатель или нет, и поэтому требует чрезвычайно тщательного проектирования, изготовления, эксплуатации и технического обслуживания для обеспечения длительного срока службы без происшествий.

В этой статье мы подробно расскажем о функциях, типах, деталях, материалах и нагрузках шатунов.

Что такое шатун?

В тронковом двигателе шатун представляет собой деталь, соединяющую поршень с коленчатым валом. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение коленчатого вала.

Поршень линейно передает мощность на крейцкопф через поршневой шток, а крейцкопф, в свою очередь, передает ее на коленчатый вал через шатун.

Прочтите также: Объяснение типов и материалов коленчатого вала главного двигателя коленчатый вал. Но в дополнение к вращению он испытывает массивные растягивающие (при пуске/остановке), сжимающие напряжения (при движении), напряжения сдвига, а также напряжения изгиба (из-за центробежных сил при вращении).

На общую нагрузку на шатуны влияют такие факторы, как степень сжатия, перекрытие распределительных валов, давление наддувочного воздуха, угол опережения зажигания, мощность двигателя, частота вращения, крутящий момент и т. д.

Все эти факторы создают высокую вероятность выхода из строя. В результате выбор материала, конструкция, изготовление и регулярный контроль очень важны для шатуна.

Части шатуна
Шатун представляет собой один компонент, но мы можем разделить его на подкомпоненты следующим образом:
Большой конец
Маленький конец
Стержень
Втулка
Подшипниковая вставка
Болт и гайка
Шатун в тронковом двигателе — изображение Abouttools, CC BY-SA 4.0 , через Wikimedia Commons
Шатун
Большой конец шатуна — это часть, которая соединяется с шатунной шейкой коленчатого вала. Для обеспечения надежного соединения используются специальные гайки и болты.
Малый конец
Малый конец шатуна соединяется с крейцкопфом в длинноходных поршневых двигателях, тогда как в случае двигателей с тронковым поршнем он соединяется непосредственно с поршнем через поршневой палец (также иногда известный как поршневой палец или поршневой палец).
Большие судовые двигатели имеют крейцкопфы, тогда как двигатели меньшего размера, такие как генераторы, имеют прямое соединение между шатуном и поршнем.
Стержень
Стержень представляет собой центральную часть шатуна, соединяющую большой конец с малым. Он может иметь форму двутавровой или двутавровой балки.
Использование двутавровой балки гарантирует, что стержень может выдерживать большие нагрузки при одновременном снижении прогиба для того же количества материала.
Шток также имеет центральные отверстия, предназначенные для прохождения смазочного масла с одного конца на другой, особенно в двигателях с поршнями с масляным охлаждением.
Стержни двутавровой балки, как правило, более дорогие, более жесткие и предназначены для более высоких сжимающих усилий. Они стоят дороже двутавровых стержней, так как их изготовление иногда сложнее.
Шатун: двутавровая балка (слева), двутавровая балка (справа) Изображение Auge=mit, CC BY-SA 4. 0 , через Wikimedia Commons
Втулка
Мы используем подшипник скольжения на маленьком конце шатуна, чтобы обеспечить плавное движение между поршнем и малым концом. Втулка работает при постоянном контакте металл-металл с поршневым пальцем. Следует также отметить, что нагрузка на малую концевую втулку значительно выше, чем на большинство других подшипников в двигателе. Таким образом, эти втулки должны быть рассчитаны на высокие циклические нагрузки.
Буш с репрезентативным изображением. Фото: Silberwolf, CC BY-SA 2.5 , через Wikimedia Commons
Вставка подшипника
Вставки подшипника представляют собой полукруглые куски материала с низким шатун и коленчатый вал на большом конце. Два из них составляют полный 360-градусный буфер между коленчатым валом и шатуном.
Вкладыши подшипников предотвращают контакт металла с металлом, а также способствуют сохранению масляной пленки между ними. Эти преимущества повышают долговечность как коленчатого вала, так и шатуна.
Болт и гайка
Болты и гайки крепят шатун к большому концу, а также к маленькому концу (при соединении с крейцкопфом). Эти болты являются наиболее нагруженными креплениями в любом двигателе. Они должны выдерживать переменные напряжения растяжения, напряжения изгиба и напряжения сдвига во время эксплуатации.
Эти болты являются наиболее нагруженными крепежными элементами в любом двигателе.
Из-за циклического характера нагрузок болты шатунов подвержены поломкам, особенно в среднеоборотных двигателях. Тщательное профилактическое и техническое обслуживание по состоянию снижает вероятность отказа.
Материал шатуна
Выбор материала шатуна является важным процессом. Мы хотим, чтобы наш шатун имел высокую прочность на растяжение и сжатие, а также сопротивлялся усталостному разрушению.
В зависимости от области применения материал шатуна может сильно различаться.
Сталь является наиболее часто используемым материалом для шатунов в автомобильной промышленности.
Для высоких сжимающих усилий хорошим выбором является алюминиевый сплав или литая сталь с шаровидным графитом. Когда нам нужно работать с высокими растягивающими усилиями, больше подходит литая, кованая или сборная сталь.
Когда стоимость является проблемой, а низкая производительность удовлетворительна, лучше всего подойдет чугун, так как он дешевле. Он используется в таких приложениях, как мотороллеры.
С другой стороны, когда стоимость не имеет значения, лучше использовать титан, так как он снижает вес и обеспечивает высокую производительность. Для легких шатунов мы также можем использовать алюминиевые сплавы, такие как T6-2024 или T651-7075.
Помимо вышеупомянутых материалов, шатуны также могут быть изготовлены из спеченного металла на основе железа, микролегированной стали и чугуна с шаровидным графитом.
Типы шатунов
В зависимости от способа их производства шатуны можно разделить на четыре типа. Это:
Литой стержень
Кованый стержень
Пруток из порошкового металла
Стержень-заготовка

Литой стержень
Литой стержень представляет собой шатун, изготовленный в процессе литья. Литье, как правило, проще и дешевле, чем альтернативы. Эти стержни подходят для маломощных и низкоскоростных приложений, не требующих очень высоких уровней производительности.
Использование литых стержней помогает производителям снизить затраты и сделать свое оборудование доступным для большинства клиентов.
Однако их ни в коем случае нельзя использовать для высокоскоростных применений, поскольку недостатки использования литых стержней в высокопроизводительных ситуациях намного перевешивают их преимущества.
Кованый стержень
Как следует из названия, кованые стержни изготавливаются в процессе ковки. Этот процесс выравнивает структуру зерна металла по форме стержня и улучшает механические свойства, такие как пластичность, ударная вязкость и усталостная прочность.
Все эти свойства очень важны для шатуна. Прочность стержней из кованой стали больше, чем у стержней из порошкового металла. Эти стержни могут выдерживать более высокие коэффициенты сжатия, отвечая при этом жестким требованиям допустимого размера и веса.
Стержень из порошкового металла
Стержни из порошкового металла быстро становятся наиболее распространенным типом шатунов в автомобильной промышленности. Они предлагают экономичную и высокопроизводительную альтернативу традиционным литым или обработанным стержням.
Прутки из порошкового металла не требуют дополнительной обработки, что повышает рентабельность процесса, несмотря на более высокую стоимость сырья, чем литье.
Шатун из порошкового или спеченного металла изготавливается путем литья металлического порошка под давлением и нагревания его в печи для обеспечения соединения металла.
Для улучшения механических свойств стержни из порошкового металла подвергаются процессу ковки. Это улучшает их предел текучести, предел прочности при растяжении, плотность, способность к удлинению, ударную вязкость и сопротивление усталости.
Заготовка прутка
Заготовка прутка изготовлена из цельной заготовки плоской кованой стали. Они проектируются в программах САПР, а затем вырезаются с использованием таких методов ЧПУ, как гидроабразивная резка, лазерная резка и т. д.

В результате стержни-заготовки могут изготавливаться различных размеров и конструкций. Нам не требуется оснастка, штампы или переоснащение для внесения изменений в конструкцию. На одном и том же оборудовании можно производить разные типы шатунов.
Заготовки, однако, сохраняют первоначальную структуру зерна. Это снижает общую прочность, так как зерна не огибают большой конец, а остаются прямыми, как в исходной заготовке.
Кроме того, поскольку прутки-заготовки обычно производятся ограниченными партиями по индивидуальному заказу, они требуют больше времени для проектирования, настройки и отделочных операций.