Кривошипно шатунный механизм — принцип действия, обслуживание, диагностика и основные неисправности

Кривошипно шатунный механизм — принцип действия, обслуживание, диагностика и основные неисправности

Автомобильный двигатель — один из основных механизмов автомобиля. В его основе лежит кривошипный механизм. Каждый водитель должен знать устройство КШМ, для чего он необходим, как работает и возможные неисправности. Любая машина работает с помощью этого устройства.

Для чего нужен КШМ

Система применяется для преобразования повторяющихся движений. В итоге получаются вращательные. Они появляются в результате сгорания топлива. Шатунный механизм применяется для выработки, преобразования и транспортировки энергии. Остальные детали и узлы автомобиля потребляют эту энергию, действуя на мотор.

Как устроен кривошипно-шатунный механизм

Узел состоит из 3 основных частей:

• кривошип;
• шатуны;
• поршни.

Перед рассмотрением шатунно-поршневой группы нужно обращать внимание на все детали КШМ.

Шатунно-поршневая группа входит в шатунный механизм.

КШМ состоит из подвижных и неподвижных деталей:

Блок. В нем находятся поршни, цилиндры и гильзы. Они двигаются внутри гильзы. 

Шатуны. Элементы, используемые для соединения поршневой системы и коленвала. Шатунно-поршневая группа отвечает за подвижность системы. Шатуны имеют вид перемычки. Она крепится с двух боков. Крепление к поршню: палец устанавливается для подвижного шарнирного соединения поршня с шатуном. Соединение при помощи пальца способствует перемещению детали в определенной плоскости. Шатун работает в посадочном месте, т. е. в шатунной шейке. В связи с этим он двигается там же, где и соединение.

Коленчатый вал. Ось, проходящая через сам вал, опорные шейки и фланец маховика. Обратите внимание, что шатунные шейки помещаются за осью вала. Это позволяет им вращаться вокруг вала во время его движения. В момент резкого торможения коленчатый вал складывается из сил давления газов и инерционных сил массы.

Маховик. Механизм, накапливающий энергию. Его использование необходимо, чтобы мотор работал ровно. Эта деталь помогает узлу не тормозить в «мертвой точке». 

Другие составляющие двигателя: газораспределительный механизм, система охлаждения, блок-картер, клапаны, оси вращения, распредвалы и пр. — нужны для правильной работы КШМ.

Подвижная рабочая группа КШМ

К подвижным деталям КШМ относят:

Поршень. Деталь кривошипно-шатунного механизма, двигающаяся внутри цилиндра. С одной стороны его толкают вперед продукты сгорания топлива. С другой стороны он приводится в движение поворотом вала. Для достижения максимальной плотности на внешней стороне поршня есть кольца. Они нужны для герметизации проема. Такая схема поршня предупреждает потерю мощности.

Шатун. Соединительная деталь, располагающаяся между валом и поршнем. Верхняя головка крепится при помощи пальца. Нижняя головка шатуна может сниматься — это крышка шатуна. Чтобы уменьшить силу трения, между деталями размещают шатунные вкладыши, т. е. подшипники скольжения в виде пластин. Они выгнуты полукругом.

Коленвал. В центре узла помещается ось. Она является опорной деталью в блоке цилиндров. На оси с внешней стороны предусмотрены шатунные шейки. Они необходимы для присоединения к шатунам. При движении элемента вниз нижняя часть коленвала движется по окружности. Это совершается одновременно с перемещением поршня. Опорные элементы находятся на подшипниках. Коренная шейка — в картере двигателя. Шейки связаны щеками и имеют противовесы.

Маховик. Как правило, маховик установлен на торце коленвала и крепится к фланцу. Двигается одновременно с валом и погашает рывковые нагрузки. Он необходим для вращения коленвала. Соответственно, часть энергии поддерживает функционирование элемента.

Неподвижная группа кшм

Неподвижные детали КШМ содержат:

Блок. Конструкция, в которой расположены цилиндры, посадочные элементы, охладительные системы и т. п.

ГБЦ. Он монтируется на блок. Необходим, чтобы закрывать его с верхней части. Есть отверстия, необходимые для клапанов. В нижней части устанавливается прокладка. В этой запчасти предусмотрены отверстия для цилиндров и крепежей. Вверху — клапанная крышка. Под ней — прокладка.

Принцип работы КШМ

Устройство кривошипно-шатунного механизма основано на выработке энергии, которая появляется после сгорания топлива. Эту силу кривошипный механизм преобразовывает в нужную форму.

В цилиндрах происходит смешивание распыленного топлива и воздуха. Смесь в этой емкости мгновенно сгорает. Цилиндр положен горизонтально, поэтому воздух в нем молниеносно расширяется. Цилиндр располагается в блок-картере.

Перед сгоранием топлива поршень располагается в верхней точке. Как только топливная смесь сжигается, он молниеносно опускается в нижнюю точку.

Шатун в двигателе присоединен к валу и поршню. Шатун двигает поршень в одном направлении и одевается на коленвал. Подвижное соединение обеспечивает направленный импульс, который соприкасается с валом по касательной. Тем самым коленвал совершает поворот. А шатунные подшипники уменьшают трение между деталями и являются элементами скольжения. Шатунный подшипник смазывается маслом, поступающим из отверстий коленчатого вала.

Поршень с шатуном отвечают за вращение вала, обеспечивая ему непрерывное вращение.

Импульс для вращения вала, который временами попадает в «мертвую точку», создает маховик.

Обслуживание КШМ

Кривошатунный механизм играет важную роль в двигателе, поэтому стоит прислушаться к его работе. Не должно быть посторонних шумов и стука. Необходимо наблюдать за уровнем масла. Если ТС не новое, это следует делать ежедневно, перед каждым выездом машины из гаража. В бак заливается топливо только высокого качества, без посторонних примесей и воды. В случае обнаружения отклонений от нормальной работы стоит обращаться к мастерам.

Способы диагностики КШМ

Для нормальной работы двигателя регулярно проводят диагностику ТС. В частности, обращаются к мастеру для проведения ряда мероприятий.

Виды диагностики:

• первичная, где выявляют присутствие стуков и иных шумов;
• измерение общих зазоров в сопряжениях;
• выявление объема газа, который попадает в картер;
• проверка давления и уровня масла.

Основные неисправности, возникающие при работе КШМ, и их причины

Существует множество разных видов поломок. Среди них выделяют основные, которые встречаются чаще всего.

Стук в двигателе

При появлении посторонних шумов необходимо обращаться в автомастерскую. Стук говорит о том, что некоторые детали изношены. В частности, могут страдать подшипники и все виды прокладок. Он может образоваться в результате низкокачественного масла либо его отсутствия.

Снижение мощности

Если мотор работает не на полную мощность, возможно залегание колец поршней. Из-за этого в камере сгорания накапливаются частицы масла. Газы попадают в сам силовой аппарат. Происходит пустая растрата вырабатываемой энергии. Для проверки нужно сверить компрессию в цилиндрах. При выявлении отклонений от указанных производителем показателей потребуется ремонт аппарата.

Повышенный расход масла

При обнаружении повышенного расхода масла требуется обращаться к мастеру. Масло сгорает одновременно с топливом, перемешиваясь с ним. Это увеличивает температуру в камере. Выявить можно самостоятельно. Обратите внимание на выхлопные газы, выходящие из трубы. Если дым черного цвета, спешите на СТО.

Нагар

На клапанах, поршнях и иных деталях двигателя может скапливаться нагар. Этим отложения указывают на то, что топливо не сгорает на 100%. Соответственно, необходимо провести комплексную диагностику.

Белый дым из выхлопной трубы

В топливо может попадать антифриз. Это случается в результате поломки ГБЦ.

Технология ремонта

Самостоятельно невозможно устранить большую часть дефектов. Необходимо выполнить несколько мероприятий по ремонту. Шатунный механизм требует проверки и исправления работы следующих деталей:

• поршни и пальцы;
• ремонт шатунов;
• полная реставрация коленвала.

Поршни и пальцы

В первую очередь, нужно понимать, что старые детали выработали свой ресурс. Они подлежат немедленной замене, особенно поршни, прокладки и фильтры. Эти составные части ремонту не подлежат. Это касается и колец. При любой степени износа работа двигателя будет некорректной. Основные проблемы сохраняются.

Ремонт шатунов

При выявлении незначительных повреждений появляется ряд признаков, которые указывают на неисправности той или иной части механизма. В частности, речь идет о постороннем шуме, появлении белого или черного дыма и повышенного расхода масла. 

Реставрация коленвала

Реставрация коленвала состоит в шлифовке, устранении заусениц и сколов. На отдельных участках возможно нанесение специального напыления. После таких действий обязательна шлифовка. Нанесение напыления должно выполняться качественным и износостойким материалом.

Таким образом, шатунный механизм является самым важным элементом в автомобиле. Он отвечает за работу двигателя. В случае появления неисправностей мотор не запустится. При выявлении повреждений рекомендуется обращаться в СТО. Автомобиль ремонтируют на специальном оборудовании.