Шатуны и штоки - Кривошипная головка шатунов

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

Кривошипная головка шатунов

Кривошипную головку шатунов для двигателей большинства типов выполняют разъемной по условиям сборки с коленчатым валом. Наличие разъемов и болтовых соединений в кривошипных головках значительно усложняет их форму и увеличивает разнообразие применяемых конструкций. Важным признаком, непосредственно влияющим на очертания головки и ее конструкцию, является выбранное положение плоскости разъема крышки и тела стержня. В распространенных ранее кривошипных головках с прямым разъемом (перпендикулярным оси стержня шатуна) головка выполнялась симметричной, а стыковые поверхности плоскими с фиксацией взаимного В большинстве современного положения крышки и стержня (при сборке) штифтами двигателей в специальными центрирующими выступами в разъеме. Из-за разъемных опорных площадок под головки и гайки шатунных болтов при кривошипные головки этого типа имеют характерные использовании таких угловые выступы и большую неравномерность жесткости замыкание статора головки. Радиальная толщина тела головки в зоне разъема, что не позволяет иметь нормальные размеры стыкового сечения. Для повышения жесткости головки в качестве частично компенсирующей меры за вынужденное ослабление зоны разъема обычно увеличивают высоту средней части крышки, выполняя ее в целях ограничения массы в виде двутаврового профиля (в поперечных сечениях) с двусторонними выемками вблизи нейтрального слоя крышки (рис. 121).
Отмеченные недостатки кривошипных головок с прямым разъемом (рис. 121, а) привели к широкому распространению головок с косым разъемом, у которых плоскость стыков располагается под определенным наклоном к оси стержня (рис. 121, б).
Совершенствование формы головки достигается в ряде выполненных конструкций путем симметричного перераспределения радиальных толщин несущего контура с переходом к крышке с нарастающей высотой ее сечений при приближении к зоне нижних шатунных болтов.
Несмотря на дополнительные технологические трудности изготовления и сборки, более симметричная в целом (относительно общей оси шатуна) форма головки больше соответствует оптимальному варианту шатунов рядного типа. При такой конструкции головки снижается масса и обеспечиваются достаточные прочность и жесткость, повышается надежность шатунных подшипников в условиях длительной работы.
Согласно выполненным расчетам, оптимальные значения угла ф наклона плоскости разъема к оси стержня шатуна находятся в пределах 42-50°.
В связи с появлением в косом разъеме под действием нагрузок значительных переменных сил сдвига стыковые поверхности в головках такого типа выполняют профильными, так как в них образуются несущие замкнутые элементы для упругого сопротивления поперечным усилиям. В шатунах существующих конструкций применяют следующие соединения профильных стыков (рис. 122):
зубчатое (шлицевое) в виде системы треугольных шлицев с заданной плотностью прилегания (рис. 122,а);
однозубое типа зуба пилы с несимметричным согласованным профилем и силовым замыканием (рис. 122,6);
замковое в виде чередующихся прямоугольных выступов и впадин шпоночного типа с замыканием за счет начальной посадки в замке и сил трения от затяжки (рис. 122, в).
В шатунах современных конструкций наиболее часто используют соединения двух первых видов, обладающие повышенной несущей способностью и самозамыканием по сдвигу при повторных разборках, достигаемыми затяжкой болтового соединения. В целях исключения поломок в зонах глухих резьбовых гнезд для ввертывания шатунных болтов предъявляют высокие требования к геометрии резьбы, плавности перехода боковой поверхности и дна отверстия, шероховатости и контролю качества материала.
Конструкция шатунных болтов из-за особой важности болтовых соединений должна отвечать в первую очередь требованиям прочности и высокой надежности при длительной работе. В двигателях применяют шатунные болты различных типов
Для возможности извлечения шатуна через цилиндр и одновременно получения улучшенной формы несущего контура таких головок в болтовых соединениях часто не применяют гайки, а шатунные болты ввертываются непосредственно в тело шатуна. Недостатком конструкций с косым разъемом является отсутствие симметрии и в ряде случаев большая трудоемкость обработки головки.

1 2 3 4 5 6 7 8

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

Двигатели внутреннего сгорания

Кривошипная головка шатунов

Двигатели
внутреннего сгорания