Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

СООТНОШЕНИЯ ВНЕШНЕГО И ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРОВ ГОЛОВКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДИАМЕТРА ПАЛЬЦА

Головки устанавливают с начальным натягом втулку из бронзы (типа БрОФ 7,0-0,2) или из стали. Рабочую поверхность стальной втулки покрывают тонким слоем мягкого металла (обычно свинца и олова с добавкой меди).
В табл. 18 приведены ориентировочные соотношения внешнего dT и внутреннего dl диаметров головки в зависимости от диаметра пальца dn для стационарных, судовых и тепловозных двигателей. Толщина втулки шатунов легких двигателей sB = = 14-4 мм (чаще 2-2,5 мм). Втулки из листовой бронзы делают меньшей толщины (до 0,8 мм). Толщина стенки головки 5Г = 3 -f-10 мм. Кривошипная головка шатуна отличается наибольшим разнообразием формы. Конструкция кривошипной головки в значительной мере зависит от компоновочной схемы двигателя. Ее геометрической структурой определяется тип шатуна.
Наиболее простая по конструкции кривошипная головка выполняется в виде плоскосимметричной проушины. Шатун с такой головкой устанавливают в однорядных двигателях, а также в V-образных со смещенным расположением цилиндров левого и правого рядов и двух рядом расположенных на шейках коленчатого вала шатунах. Все возможные модификации шатунов с сохранением этого структурного признака голо-
вок далее называются шатунами рядного типа, несмотря на различие во внешних очертаниях, в положении и наклоне плоскости разъема головки, а также особенности соединения головки с крышкой шатуна (рис. 116, 117).
При жестком ограничении габаритных размеров по длине V-образного двигателя или невозможности взаимного смещения рядов цилиндров по условиям конструкции блока-картера применяют сочлененные шатуны. В зависимости от конкретных требований и заданных ограничений используют сочлененные шатуны двух типов: с прицепным сочленением в виде главного и прицепного, соединенных дополнительным боковым шарниром (прицепом, размещенным в кривошипной головке главного шатуна) (рис. 117), или с центральным сочленением в виде вильчатого (внешнего) шатуна и центрального (внутреннего), охватывающего разъемную полую шейку головки вильчатого шатуна, соосную с отверстием их общего шатунного подшипника (рис. 118).
Конструкции каждого варианта присущи определенные преимущества и недостатки. Для шатунов с прицепным сочленением из-за бокового (эксцентричного) расположения оси прицепа имеются различия в кинематике движений поршней
главного и прицепного рядов цилиндров, что приводит к возникновению дополнительного силового влияния прицепного шатуна на главный в виде поперечного изгиба стержня (рис. 119). При проектировании кривошипной головки главного шатуна наибольшее внимание нужно уделять обоснованному выбору размеров проушины, диаметра пальца и толщины перемычки (между расточкой постели подшипника и выемкой под головку прицепного шатуна или втулку его пальца). При этом недостаток жесткости в этой зоне трудно восполнить увеличением жесткости других участков головки.
Подвижное сочленение прицепного и главного шатунов осуществляется с помощью пальца, который образует опору для прицепного шатуна и в зависимости от принятого варианта со-Из-за ограниченных га- единения может быть или закреплен, или установлен в проушин выемку, что ослабляет несущий контур кривошипной головки главного шатуна. В целях укрепления участка утоненных стенок постели и прицепного пальца для получения достаточной прочности при изгибе под нагрузкой в таких соединениях применяют промежуточную опору (для пальца) в виде выступа-сектора на перемычке главного шатуна. Одновременно в головке прицепного шатуна делают прорезь длиной, соответствующей рабочему углу качания в шарнире.
Для повышения несущей способности подшипника прицепного шатуна в главном шатуне применяют конструкцию с подвижным пальцем, в которой прицепной шатун вместо головки имеет цилиндрическую пяту и крепится к пальцу специальными болтами, ввертываемыми на резьбе в палец (рис. 120). В таком соединении отпадает необходимость в увеличенной выемке в теле главного шатуна, и палец опирается по всей ширине перемычки на запрессованную в расточку проушин втулку, образующую развитый подшипник скольжения. В W-образных и звездообразных двигателях прицепное сочленение шатунов является практически единственно возможным решением, широко использовавшимся ранее в авиационных конструкциях. Доводка шатунов в этом случае представляет очень сложную задачу.
В центрально-сочлененных шатунах необходимо иметь в виду особенности работы раздвоенной головки вильчатого шатуна, испытывающей пространственный изгиб (в двух плоскостях) при сжатии и растяжении стержня. При отработке такой конструкции возникают значительные трудности по устранению циклической подвижности на отдельных участках разъемов головки, имеющих, как правило, зубчатый профиль. При этом изнашивание стыков на участках относительной подвижности оказывает влияние на уровень начальной затяжки шатунных болтов и форму расточки постели подшипника, особенно на участке цилиндрической цапфы (для центрального шатуна), вызывая ее нарастающую овализацию в процессе работы и снижение несущей способности шатунного подшипника.
При конструировании центрального внутреннего шатуна наибольшие трудности связаны с достижением необходимой жесткости разъемной головки из-за ограниченных размеров ее сечений по радиусу и ширине и невозможностью обеспечения при этом нормальных условий для надежной работы подшипника центрального сочленения. Из-за нарушения исходного состояния и изнашивания, развития фретинга на контактных поверхностях, а также поломок и повреждений подшипников в выполненных конструкциях ограничивается срок их службы, который значительно уступает сроку службы равноценным по размерам шатунов двигателей рядного типа. Этот основной недостаток следует считать органическим для конструкции цен-трально-сочлененных шатунов, он является следствием низкой жесткости их сопряженных головок. Поэтому такие шатуны нецелесообразно применять при относительно высоких нагрузках и больших размерах, что неоднократно подтверждалось отрицательными результатами испытаний опытных конструкций. Верхнюю границу допустимых размеров центрально-сочлененных шатунов ориентировочно можно определять по внутреннему диаметру постели подшипника вильчатого шатуна, который не должен превышать 150-200 мм при уменьшенных требованиях к двигателю по моторесурсу.

1 2 3 4 5 6 7 8

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.