Реферат: Кривошипно шатунный механизм общие положения

КРИВОШИПНО - ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ


1. Общие положения

1.1. Назначение кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Из каких групп деталей он состоит?

1.2. Какие силы и моменты действуют на подвижные и неподвижные детали КШМ? Чем они вызываются?

1.3. Перечислите основные виды компоновок КШМ автотракторных двигателей. В чем преимущества и недостатки V- образной компоновки КШМ?

1.4. Что такое "порядок работы двигателя"? Из каких соображений он выбирается? Перечислите наиболее характерные порядки работы рядных 4-х и 6-ти цилиндровых двигателей, а также 4-х, 6-ти и 8-ми цилиндровых V-образных двигателей.


^ 2. КОРПУСНЫЕ ( НЕПОДВИЖНЫЕ ) ДЕТАЛИ ДВИГАТЕЛЯ

2.1. Остов двигателя.

 Назначение остова двигателя.  Перечислите основные корпусные детали двигателя, образующие его остов. Укажите их назначение.  Условия работы элементов остова.

 Требования к конструкции.

2.2. Перечислите компоновочные схемы корпусов автотракторных двигателей (картер с отдельными цилиндрами, картер + блок цилиндров, блок-картер). Проанализируйте их достоинства и недостатки.

2.3. Картер двигателя.

 Назначение картера.  Перечислите основные конструктивные элементы картера. Укажите их назначение.  Что называется блок-картером ? Условия работы блок-картеров.  Сформулируйте основные требования к конструкции блок-картеров.  Перечислите основные методы повышения жесткости коренных опор блок-картеров по отношению к механическим и термическим деформациям.  Туннельные блок-картеры: их преимущества и недостатки.

 Перечислите и проанализируйте основные варианты силовых взаимосвязей блок-картера с другими элементами остова двигателя.

 Материалы блок-картеров и основные сведения по технологии их изготовления.

2.4. Цилиндры автотракторных двигателей.

 Назначение, условия работы, требования к конструкции.

2.5. Цилиндры двигателей с жидкостным охлаждением.

 Типы гильз, используемые в автотракторных двигателях.  Материалы и технология изготовления.  Методы повышения износостойкости зеркала цилиндров.

 Проанализируйте достоинства и недостатки блок-картеров: моноблочных (негильзованных), с мокрыми и сухими гильзами.  Уплотнение мокрых вставных гильз..

2.6. Особенности цилиндров двигателей воздушного охлаждения.

2.7. Головка цилиндров.

 Назначение, условия работы, требования к конструкции.  Перечислите основные конструктивные элементы головки цилиндров.  Типы камер сгорания, компонуемых в головке цилиндров.  Материалы и особенности конструкции головок.

^ 2.8*. Основные нагрузки, действующие на элементы КШМ.

 Какие силы действуют на поршень и кривошип? Чем они вызываются?  Чем уравновешивается опрокидывающий момент?  Какие силы и моменты действуют на неподвижные детали КШМ (стенки цилиндров, головку цилиндров, коренные опоры подшипников, силовые шпильки, соединяющие головку цилиндров и блок-картер)?

2.9. Уплотнение газового стыка.

 Назначение, условия работы, требования к конструкции. Силы, действующие на газовый стык.

 Типы прокладок уплотнения газового стыка.  Способы повышения надежности газового стыка.

 ^ Почему при работе непрогретого дизеля под нагрузкой вероятность раскрытия газового стыка больше, чем в двигателе с искровым зажиганием?*

 В чем преимущества и недостатки коротких и длинных силовых шпилек или болтов, соединяющих головку цилиндров с блоком?  Материалы силовых шпилек.

^ 3 ПОРШНЕВАЯ ГРУППА
3.1. Какие элементы входят в состав поршневой группы?

3.2. Поршень.

 Назначение и условия работы.  Требования к конструкции поршня и к материалам.

 Материалы и основные сведения по технологии изготовления поршней.

 Элементы поршня и их функциональное назначение.  Конструкция днища поршней двигателей различного типа.  Как распределяются теплопотоки через элементы конструкции поршня?

 Как распределяются температуры по днищу поршня и по длине боковой поверхности поршня?

 Конструкция уплотняющего пояса. Число компрессионных колец, размещаемых в уплотняющем поясе поршней двигателей различного типа.  На какие показатели работы двигателя влияет количество компрессионных колец?  Назначение и конструктивное исполнение дренажных каналов в днище канавок маслосъемных колец.  Что собой представляют и для чего предназначены вставки в зоне верхнего компрессионного кольца головки поршня?

 Какую форму имеют головки поршня в плане и по высоте уплотняющего пояса? Почему?

 Как и почему соотносятся между собой минимальный диаметр юбки и максимальный диаметр головки поршня?  Какую форму имеет юбка поршня в плане? Что такое технологическая овальность юбки? В чем ее назначение?  Какую форму имеет юбка поршня по образующей ? Для каких целей используются поршни с бочкообразной юбкой?

 Что такое "холодные стуки" поршня? Какими способами они устраняются в современных автотракторных двигателях?  Какие конструктивные мероприятия используются для уменьшения работы трения между юбкой поршня и гильзой цилиндра?

 Как технологически осуществляется подгонка поршней по массе? Для чего это нужно?

 Какими конструктивными особенностями и в силу каких причин поршни дизелей отличаются от поршней бензиновых двигателей?  Почему теплонапряженность поршней дизелей выше теплонапряженности поршней бензиновых двигателей?  Каким способом предотвращают износ верхней канавки под поршневое кольцо?

 Какие покрытия применяются для улучшения приработки поршней?

 Какие способы охлаждения поршней Вы знаете?

3.2. Поршневой палец.

 Назначение, условия работы и требования к конструкции поршневого пальца.

 Пальцы плавающего типа: их конструктивные отличия, достоинства и недостатки. Способы осевой фиксации поршневых пальцев плавающего типа. Особенности технологии сборки поршневой группы с плавающими пальцами.

 Пальцы защемленного типа: их конструктивные отличия, достоинства и недостатки. Особенности технологии сборки поршневой группы с защемленными пальцами.

 Явление "горячих стуков" защемленных поршневых пальцев. Методы их устранения.

 Какой конструктивный прием используется для повышения равномерности износа плавающего поршневого пальца и бобышек поршня в дизелях?

 Материалы и технология изготовления поршневых пальцев. Методы упрочнения.

3.4. Поршневые кольца.

 Назначение и условия работы поршневых колец. Требования к ним.

 Требования к материалам поршневых колец.  Объясните принцип работы компрессионного кольца.  К каким последствиям может привести значительная утечка газа через поршневые кольца?  Какими силами компрессионное кольцо прижимается к стенкам цилиндра?

 Конструкция компрессионных колец. Их функциональное назначение.

 Технико-эксплуатационные свойства колец прямоугольного и конического (минутного) сечения; кольца торсионного типа. Поршневые кольца с оптимальным профилем.

 Для чего используются трапециевидные самоочищающиеся кольца. Как они функционируют? В каких двигателях они преимущественно используются?

 Компрессионные кольца тарельчатого типа (стальные витые кольца); их достоинства и недостатки.  Конструкция замков компрессионных колец.  В каких двигателях и почему кольца в замковой части фиксируются от проворачивания с помощью штифта?

 Чем и в какой зоне лимитируется долговечность компрессионных колец?

 На какие эксплуатационно-технические свойства влияет толщина, радиальная ширина и упругость колец? Объясните принцип действия лабиринтного уплотнения цилиндра.

 Для чего применяются радиальные расширители компрессионных колец?

 Почему компрессионные кольца не могут выполнять функции маслосъемных колец? Насосное действие компрессионных колец.

 Назначение и основные особенности конструкции маслосъемных колец?

 Принцип работы маслосъемного кольца. Маслосъемные кольца дренажного и скребкового типа, составные маслосъемные кольца. Их достоинства и недостатки.  Для чего в конструкции маслосъемных колец используются радиальные, осевые и тангенцальные расширители?

* Как следует осуществлять монтаж поршневых колец на поршень?

 Краткие сведения о материалах и технологии изготовления колец. Методы повышения износостойкости и улучшения прирабатываемости к зеркалу цилиндра верхнего и нижних компрессионных колец. Виды покрытий колец; их достоинства и недостатки.


^ 4. ШАТУННАЯ ГРУППА

4.1. Назначение и состав шатунной группы, условия работы, требования к конструкции.

4.2. Основные типы шатунов, используемых в автотракторных двигателях.

 Конструкция шатунов рядных и V-образных двигателей с последовательным их расположением на шатунной шейке (одинарные шатуны). Перечислите основные черты одинарных шатунов.

*Сочлененные шатунные узлы: шатуны центрального сочленения и прицепные шатуны. Укажите область их применения. * Проведите сравнительный анализ достоинств и недостатков шатунов различного типа.

4.3. Перечислите основные элементы одинарных шатунов.

4.4. Конструкция поршневых (верхних) головок одинарных шатунов, сочленяемых с пальцами различного типа.

 Как организуется смазывание поршневого пальца плавающего типа? Какое назначение бронзовой втулки поршневой головки шатуна? В каких случаях она не применяется?

 Для чего используются верхние головки с уменьшенной верхней опорной поверхностью, контактирующей с поршневым пальцем? Как это реализуется конструктивно?

* Какие силы и в какой части цикла нагружают поршневую головку шатуна? Какие виды напряжений и в какой части цикла она испытывает?

4.5. Стержень шатуна.

 С какой целью сечение стержня шатуна выполняется в виде двутавра с полками, перпендикулярными плоскости качания?

4.6. Конструкция кривошипной головки шатуна.

 Разъемные и неразъемные кривошипные головки шатуна. Область их рационального применения.  Требования, предъявляемые к кривошипным головкам?

 Чем ограничивается ширина кривошипной головки шатуна?  В каких случаях применяются кривошипные головки с косым разъемом?  Способы фиксации от боковых смещений крышки кривошипной головки с прямым и косым разъемом.

4.7. Подшипники кривошипной головки шатуна.

 Требования, предъявляемые к подшипникам.  Особенности конструкции подшипников скольжения.  Какие материалы используются в качестве антифрикционной заливки во вкладышах современных дизелей и бензиновых двигателей?  Как предотвращается возможность проворачивания вкладышей в кривошипной головке?  Для чего и каким образом вкладыши устанавливаются с натягом в кривошипной головке?

4.8. Шатунные болты.

 Условия работы и требования к конструкции шатунных болтов.  Какие силы и в какой части цикла нагружают шатунные болты? Какие виды напряжений и в какой части цикла они испытывают?  С какой целью выполняют проточки в местах перехода к резьбовой части и около головок?  Какими способами в основном фиксируются гайки болтов от самоотвинчивания?

 Как устраняются негативные последствия переменного изгиба шатунных болтов при деформации крышки кривошипной головки? Как предотвращается возможное проворачивание шатунных болтов при затягивании гаек? Как контролируется затяжка шатунных болтов ? Чем опасна сверхнормативная затяжка шатунных болтов?  Конструкция, материалы и краткие сведения по технологии изготовления болтов. Методы их упрочнения.

4.9. Материалы, применяемые при изготовлении шатунов. Конструктивные и технологические методы упрочнения шатунов. Технология подгонки шатунов по массе и по положению центра тяжести.


^ 5. КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ.

5.1. Назначение коленчатого вала ( КВ ) и его состав. Назначение отдельных элементов. Требования к конструкции.

5.2. Форма и компоновка коленчатого вала.

 Чем определяется выбор схемы относительного расположения кривошипов КВ? Валы плоские и пространственные.  Компоновка КВ и порядок работы цилиндров 4-х тактных 2-х, 4-х и 6-ти цилиндровых рядных двигателей, а также V-образных 4-х, 6-ти и 8-ми цилиндровых двигателей.

 При какой компоновке и в каких двигателях возможно неравномерное чередование вспышек в последовательно работающих цилиндрах?  Сравните варианты компоновок рядного 2-х цилиндрового двигателя.  Полноопорные и неполноопорные КВ. Особенности конструкции, преимущества и недостатки.

5.3. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала.

 Какие конструктивные и технологические факторы влияют на износостойкость коренных и шатунных шеек КВ?  С какой целью шатунные шейки в некоторых КВ выполняют полыми?

 Как осуществляется смазывание коренных и шатунных подшипников коленчатого вала? Как осуществляется забор масла?  Почему в некоторых конструкциях КВ отказались от использования внутренних полостей в качестве маслоподводящих каналов?  Из каких соображений выбирается место выхода маслоподводящего канала на поверхность коренных и шатунных шеек?  Что такое "перекрытие шеек"? В каких двигателях оно обычно имеет место? На что оно влияет?  Какие виды деформаций испытывают коренные и шатунные шейки?

 Каким образом предусматривается возможность ремонта шатунных и коренных шеек?

5.4. Щеки коленчатого вала.

 Назначение щеки и её форма.  Каким образом и с какой целью выполняются переходы от щеки к коренным и шатунным шейкам? *С какой целью на щеках выполняют кольцевые шлифованные выступы?

5.5. Противовесы коленчатого вала.

 Назначение противовесов.  Чем определяется выбор схемы размещения противовесов на валах многоцилиндровых двигателей?  Конструкция противовесов, требования к их габаритам.

 Конструктивные способы установки противовесов на коленчатом валу.

5.6. Осевая фиксация коленчатого вала.

 Какими причинами вызываются осевые смещения КВ?  Перечислите основные варианты фиксации КВ от осевого смещения.  Укажите основные конструктивные особенности устройства для фиксации КВ от осевого перемещения, когда для этой цели используется передняя опора двигателя. Как регулируется величина осевого зазора?  Укажите основные конструктивные особенности устройства для фиксации КВ от осевого перемещения, когда для этой цели используется задняя опора двигателя. Как регулируется величина осевого зазора?

^ 5.7*. Крутильные колебания коленчатого вала.

 Что называется крутильными колебаниями КВ?  Какими причинами вызываются крутильные колебания?  Свободные колебания КВ. От чего зависит частота свободных колебаний КВ?  Вынужденные колебания КВ. От чего зависит их частота?  В чем опасность крутильных колебаний?  Объясните принцип действия гасителей крутильных колебаний.  Гасители молекулярного трения. Их преимущества и недостатки.  Гасители жидкостного трения.  Что такое "узел колебаний"?

5.8. Носок и хвостовик коленчатого вала.

 Для чего используется носок КВ и как осуществляется его уплотнение?  Для чего используется хвостовик КВ и как осуществляется его уплотнение?

5.9. Маховик.

 Назначение маховика.  Способы крепления маховика на хвостовике КВ.  Назначение зубчатого венца маховика.  Как центруется маховик по поверхности фланца КВ?  Какие меры принимаются для того, чтобы маховик устанавливался на фланец в строго определенном положении?

5.10. Материалы и краткие сведения по технологии изготовления коленчатых валов.

 Способы изготовления КВ.  Стали, используемые для изготовления КВ.  Преимущества и недостатки чугунных КВ.  Конструктивные методы упрочнения КВ.  Технологические методы упрочнения КВ: механические, электротермические, химико-термические.


Примечание:

вопросы, отмеченные знаком *, относятся либо к вопросам повышенной трудности и предназначены только для специальностей 101200 “Двигатели внутреннего сгорания” и 150200 “Автомобили и автомобильное хозяйство”, либо подлежат ответу только после прочтения лекций по теме «Кинематика и динамика КШМ».