Конструкция привода ГРМ

Классификация механизмов газораспределения производится в зависимости от того, каким образом в них осуществляется управление впуском и выпуском. Обычно выделяют четыре типа механизмов управления впуском и выпуском:

Газорозподільний механізм автомобіля (ГРМ) призначений для своєчасного відкриття і закриття впускних і випускних клапанів двигуна. Завдяки цьому процесу в циліндри надходить свіжий заряд, усуваються відпрацьовані гази і відбувається герметизація. З часом деталі приводу ГРМ зношуються і виникає необхідність їх заміни.

О газораспределительных механизмах карбюраторных двухтактных двигателей см. Двухтактный двигатель

Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование.

Проверьте соответствие информации приведённым источникам и удалите или исправьте информацию, являющуюся оригинальным исследованием. В случае необходимости подтвердите информацию авторитетными источниками. В противном случае статья может быть выставлена на удаление. (21 января 2018)

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм, обеспечивающий впуск топливно-воздушной смеси и выпуск отработанных газов из цилиндров. Может иметь как фиксированные фазы газораспределения, так и регулируемые, в зависимости от частоты вращения коленвала и других факторов.

Разрез по цилиндру двигателя с двухвальным ГРМ типа DOHC

Чаще всего состоит из распределительного вала или нескольких валов привода распределительного вала, коромысел, пружин, клапанов, поршней и коленчатого вала. В некоторых конструкциях система распределения представлена вращающимися или качающимися распределительными гильзами или золотниками.

Влияние выбранных фаз газораспределения на наполнение

Особливості газорозподільного механізму

ГРМ – це складний механізм, що складається з безлічі деталей, кожна з яких виконує різні функції. Вихід з ладу будь-якого елементу приводить до порушення функціонування механізму в цілому. Тому при перших підозрах на несправність необхідно провести техогляд авто, купити потрібні деталі і виконати поточний ремонт.

Газорозподільний механізм складається з:

Рух распредвала здійснює ремінь або ланцюг ГРМ ВАЗ (і ряду інших авто). Конструкція залежить від конкретної моделі автомобіля. Залежно від різновиду на торці розподільного валу розташовується зірочка або шків.

По маркам авто

Цикл работы двухтактного двигателя. Слева направо: продувка, сжатие, воспламенение, рабочий ход. Газообмен происходит через впускные и выпускные окна, открываемые и закрываемые самим поршнем.

Механизм газораспределения с поршневым управлением впуском и выпуском (он же — оконный газораспределительный механизм) применяется на двухтактных двигателях с щелевой продувкой. В нём фазы газораспределения задаются за счёт осуществляемого непосредственно поршнем открытия и закрытия окон в стенке цилиндра.

Впускное окно обычно открывается при положении коленчатого вала, в котором поршень не доходит 40-60° до нижней мёртвой точки (по углу поворота коленвала), а закрывается спустя 40-60° после её прохождения, что даёт достаточно узкую фазу впуска — не более 130—140°. На высокофорсированных спортивных моторах открытие впускного окна может производиться за 65-70° до НМТ, что расширяет фазу впуска, но при этом работа двигателя на малых и средних оборотах становится неустойчивой, значительно увеличивается непроизводительный расход топлива из-за обратного выброса топливной смеси в атмосферу.

Выпускное окно открывается примерно за 80-85° до достижения поршнем нижней мёртвой точки, а закрывается спустя 80-85° после её прохождения, что даёт длительность фазы выпуска около 160—165°. Фаза продувки имеет длительность около 110—125°.

Симметричность фаз газораспределения при поршневом управлении впуском и выпуском обусловлена тем, что взаимное расположение поршня и окон в стенке цилиндра одинаково как при ходе вверх, так и при ходе вниз. Это является недостатком, поскольку для оптимальной работы двигателя как минимум фаза впуска должна быть асимметрична, что при чистом поршневом управлении газораспределением недостижимо. Для получения таких характеристик в малых двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой используются золотниковое газораспределение или лепестковый клапан на впуске (см. ниже).

В двухтактных двигателях большого объёма (тепловозные, морские, авиационные, танковые) либо на один цилиндр два поршня, движущихся навстречу друг другу, один из которых открывает впускные окна, а второй — выпускные (прямоточная продувка), либо через окна в стенке цилиндра производится только впуск, а выпуск осуществляется с помощью клапана в головке цилиндров (клапанно-щелевая продувка), при этом также достигается более оптимальная продувка.

С золотниковым управлением газораспределением

Газораспределительный механизм двухтактного двигателя с вращающимся дисковым золотником, установленным в задней части картера, под золотником видно частично открытое впускное окно.

Управление газораспределением поршневым золотником на четырёхтактном двигателе.

Золотниковое газораспределение со вращающимся золотником на четырёхтактном двигателе, каждый золотник обслуживал по два соседних цилиндра (Itala, 1910-е годы).

В двухтактных двигателях

Золотниковое газораспределение было применено ещё на двухтактном газовом двигателе Ленуара, считающемся первым в мире коммерчески успешным двигателем внутреннего сгорания (1859 г.). Его газораспределительный механизм с двумя коробчатыми золотниками был полностью скопирован с парораспределительного механизма паровых машин, причём при помощи золотников осуществлялся как впуск газовоздушной рабочей смеси, так и выпуск отработанных газов. Однако впоследствии развитие двухтактных двигателей пошло по пути использования поршневого (на лёгких двигателях) либо клапанного газораспределения.

Применение золотникового газораспределения на лёгких двухтактных двигателях современного типа (с кривошипно-камерной продувкой) прослеживается как минимум с 1920-х годов, однако по-настоящему удачная реализация этого принципа была осуществлена лишь в начале 1950-х годов восточногерманским инженером Даниэлем Циммерманом на спортивно-гоночных мотоциклах MZ, а затем в 1960-х — 70-х годах схожие решения стали появляться и на некоторых серийных мотоциклах марок Jawa, Yamaha, Suzuki, Kawasaki и других.

На двухтактных моторах с золотниковым управлением газораспределением для управления впуском используется золотник с приводом от коленчатого вала — вращающийся дискового или цилиндрического (кранового) типа либо имеющий возвратно-поступательное движение пластинчатого типа. Золотник тем или иным образом осуществляет открывание и закрывание впускного канала двигателя, управляя тем самым длительностью впуска. Благодаря этому удаётся сделать фазу впуска асимметричной относительно НМТ (как правило, начинается за 130—140° до НМТ и заканчивается за 40—50° после) и увеличить её длительность до 180—200°, тем самым улучшив наполнение цилиндра. Некоторые варианты реализации золотникового управления газораспределением позволяют даже изменять фазы газораспределения непосредственно во время работы двигателя. Выпуском как правило продолжает управлять поршень, открывающий выпускное окно (окна).

С аналогичной целью во впускном тракте двигателя может устанавливаться автоматически срабатывающий на перепад давления клапан лепесткового или мембранного типа (Yamaha и др.).

Опыты с газораспределением вращающимся золотником велись в начале 1990-х годов фирмой Lotus применительно к двухтактному автомобильному двигателю с продувкой от приводного компрессора, причём, в отличие от обычного двухтактного двигателя с клапанно-щелевой продувкой, свежий воздух подавался в верхнюю часть цилиндра через золотник, а отработавшие газы удалялись через окна в нижней части цилиндра (у обычного двигателя с клапанно-щелевой продувкой воздух подаётся через окна в средней части цилиндра, а газы удаляются через клапан в головке блока). Золотник имел вид постоянно вращающегося вокруг своей оси полого цилиндра — ротора — с окнами в стенках, внутри которого располагался также имевший вид полого цилиндра статор с продольной перегородкой, поворот которого относительно ротора, осуществляемый электронной системой, управлял фазами газораспределения. Такое устройство газораспределения позволило вместо обычно используемого на дизелях с клапанно-щелевой продувкой непосредственного впрыска использовать более дешёвый вариант системы питания, с форсункой низкого давления, распыляющей топливо внутрь золотника, откуда рабочая смесь вдувалась внутрь цилиндра через впускное окно. Завершились эти работы безрезультатно, одной из причин чего было резкое ужесточение экологических стандартов в середине 1990-х годов (Евро-1, Евро-2 и т. д.), поставившее крест на использовании двухтактных двигателей на автомобильном транспорте.

В четырёхтактных двигателях

Золотниковое газораспределение с коробчатыми, поршневыми или вращающимися (крановыми) золотниками, так или иначе связанными с распределительным валом и осуществляющими открытие и закрытие впускных и выпускных окон, использовалось на некоторых четырёхтактных двигателях, но не получило широкого распространения из-за целого ряда трудностей на пути практической реализации данного принципа, в частности — проблемы с уплотнением золотников, особенно работающего на выпуск и в силу этого находящегося под большим давлением горячих отработанных газов.

Газораспределение коробчатым золотником, аналогичным золотникам паровых машин, было применено ещё на первом в мире четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания, сконструированном Н. Отто (1861 г.), и достаточно широко использовалось на тихоходных стационарных двигателях XIX — самого начала XX века.

Управление газораспределением имеющими возвратно-поступательное движение поршневыми золотниками является фактически стандартным на паровых машинах и мощных поршневых насосах, некоторые конструкторы пытались приспособить его и к двигателю внутреннего сгорания, однако без большого успеха — перемещение золотника оказывалось весьма затруднено из-за большого давления газов, создававшего огромную силу трения между золотником и стенками золотниковой коробки, не говоря уже о проблемах с прорывом газов через уплотнения.

Несколько больший успех выпал на долю газораспределительных механизмов с вращающимся (крановым) золотником. Этот вариант газораспределения привлекал конструкторов благодаря бесшумности работы по сравнению с обычными тарельчатыми клапанами (стук которых при работе ГРМ был большой проблемой для двигателей начала XX века), возможности получить потенциально более высокую пропускную способность по сравнению с клапанным газораспределением и упростить ГРМ за счёт использования одного золотника на цилиндр, работающего и на впуск, и на выпуск, или даже одного на каждую пару цилиндров, а также устранить из камеры сгорания один из наиболее опасных очагов детонации — выпускной клапан (что, опять же, было весьма актуально в начале XX века, когда доступное топливо имело очень низкое октановое число).

Пик популярности данной конструкции в автомобильных двигателях пришёлся на начало 1910-х годов, когда, следуя последней моде, свои варианты золотникового газораспределения представил целый ряд фирм, выпускавших дорогостоящие автомобили, таких, как Itala (Италия, 1911), Darraq (Франция, 1912), впоследствии Minerva (Бельгия, 1925).

Сравнительно удачные конструкции двигателей с газораспределением коническим вращающимся золотником создавались британцами Р. Кроссом и Ф. Аспином в 1930-х — 1950-х годах, находили применение на гоночных автомобилях, однако в массовое производство так и не попали, в том числе — из-за нерешённых проблем с уплотнением и смазкой золотника. В те же годы экспериментировал с золотниковым газораспределением германский инженер Ф. Ванкель в сотрудничестве с фирмами BMW, DVL, Daimler-Benz, Lilienthal и Junkers, однако, не добившись решительного успеха, он переключился на работу над проектом роторно-поршневого двигателя, в чём весьма преуспел.

Примерно тогда же британская фирма Norton выпустила некоторое количество гоночных мотоциклов с золотниковым газораспределением, но в 1954 году полностью прекратила работы в этом направлении. Разновидностью золотникового иногда считают гильзовое газораспределение, рассмотренное отдельно ниже по тексту.

С гильзовым управлением газораспределением

Гильзовое газораспределение системы Найта.

Устройство ГРМ двигателя Argyll с вращающимися гильзами (система Бёрта-МакКаллума).

Газораспределение на Bristol Perseus

Главное преимущество гильзового газораспределения — полная бесшумность работы двигателя, поскольку в его работе полностью отсутствуют удары деталей друг о друга. Кроме того, для неё характерны высокая долговечность, нетребовательность к обслуживанию и хорошее наполнение цилиндров бензовоздушной смесью за счёт большого размера и меньшего сопротивления окон в гильзах по сравнению с каналами клапанов — особенно относительно нижнеклапанных двигателей.

В то же время, двигатель с гильзовым газораспределением сложен по конструкции, нетехнологичен и дорог в изготовлении. Кроме того, неистребимым недостатком системы со скользящими гильзами являлся высокий расход масла на угар — обеспечить надёжное уплотнение пары трения «цилиндр — гильза» было практически невозможно, так что масло в значительных количествах прорывалось внутрь цилиндра, где сгорало вместе с рабочей смесью.

Применялась в основном на дорогих легковых автомобилях — в первую очередь нужно отметить целую серию моделей SS (San-Soupape, фр. «без клапанов») французской фирмы Panhard et Levassor и автомобили фирмы Avions Voisin с двигателями Найта, а также такие модели, как Willys-Knight и Mercedes-Knight. Полный список автомобилей с двигателями Найта включает такие марки и модели, как:

Также гильзовое газораспределение находило применение на авиадвигателях, в частности, на британских авиационных двигателях разработки тридцатых годов, таких, как Bristol Perseus, Bristol Hercules. Аналогичные конструкции широко применялись и на паровых двигателях.

На британских авиадвигателях применялась не система Найта, а система МакКаллума, в которой гильзы (одна на цилиндр) не скользили вдоль цилиндра, а вращались относительно него, что было проще в реализации. Также существовало небольшое число двигателей, имевших окна не сбоку цилиндра, а в самой головке блока, то есть более близких к традиционной системе с тарельчатыми клапанами.

Преимущества этой системы были особенно заметны по сравнению с нижнеклапанными автомобильными двигателями первой половины XX века, после появления гидрокомпенсаторов клапанного зазора и массового распространения верхнеклапанных ГРМ традиционного типа они практически исчезли. Тем не менее, впоследствии, вплоть до нашего времени, ряд исследователей высказывал мнение, что в двигателях будущего возможен возврат к системе Найта или иному виду гильзового газораспределения.

Де придбати деталі

Купить ремни и цепи ГРМ, а также другие детали механизма можно в нашем интернет-магазине «АвтоПласт». Предлагаются запчасти на различные отечественные автомобили, такие как ВАЗ, Газель, УАЗ. Каталог сайта содержит все, что нужно для ремонта ГРМ – гидрокомпенсаторы клапанов, распредвалы, коромысла и другие детали.

Наш магазин охоплює різні сфери ремонту автомобілів. Тому крім деталей пропонуються доступні ціни на витратні матеріали, такі як масло і антифриз. Більш того, представлені запчастини стосуються різних механізмів і систем. Наприклад, пропонуємо придбати запчастини для системи опалення салону або системи запалювання.

Коли і які деталі ГРМ міняти

Порушення роботи ГРМ призводить до погіршення ефективності роботи двигуна і подальшого зносу запчастин. Частими ознаками поломки є:

У випадку виникнення неполадки необхідно звернутися в автосервіс і визначити причину поломки. Майстер визначить, які деталі потрібно купити.

Найчастіше виходить з ладу ремінь ГРМ Газель та інших авто. Дана деталь вважається расходником, потребують регулярної заміни. Вважається, що міняти ремінь слід кожні 60 тисяч кілометрів пробігу. Термін служби запчастини багато в чому залежить від ступеня натягу і особливостей експлуатації, тому необхідність заміни може виникнути як раніше, так і пізніше цієї позначки.

Також, з часом виникає необхідність купити распредвал. Його призначення – своєчасне відкриття клапанів, тому при поломці порушується робота всього механізму. Деталь виготовляється з чавуну або загартованої сталі високої міцності.

На рапредвале знаходяться кулачки грушоподібної форми, які при обертанні вала через штовхачі відкривають клапана. Потім клапан повертається у вихідне положення. У тих випадках, коли потрібно відкрити клапани по обидві сторони від осі розподільного вала використовується коромисло клапана двигуна, що впливає відразу з двох сторін. Коромисло з часом також може прийти в непридатність і зажадати заміни.

Виникають і інші причини несправностей ГРМ, але вони зустрічаються на порядок рідше. Яка б запчастину механізму не вийшла з ладу, потрібно оперативно купити нову і зробити заміну для продовження експлуатації автомобіля.

Все, что нужно знать владельцу автомобиля

Привод авто может включать в себя ремень или же цепь. По эксплуатационным характеристикам, а именно параметру надежности, выигрывают цепи — они выходят из строя не так часто. Чаще всего металлические цепи используются в газораспределительных механизмах. В них цепи отвечают за передачу вращательного момента от коленвала распределительному валу. В этой статье мы остановимся на вопросах устройства цепи ГРМ, наиболее часто встречающихся неисправностях, а также алгоритме выбора новой цепи ГРМ в случае выхода старой из строя.

В ГРМ может использоваться несколько типов передач. К сожалению, без приводных устройств обойтись не выйдет — именно на них возложена задача по синхронизации распредвала и коленвала. Для синхронизации в газораспределительном механизме могут применяться такие передачи:

Шестеренчатая.
Этот тип передачи появился раньше других. Она характеризуется высокой степенью надежности и отличается хорошим эксплуатационным ресурсом. Отдельно следует отметить непривередливость передачи в обслуживании. Однако, не лишено данное устройство некоторых недостатков. Так, шестеренчатая передача отличается низкооборотностью, довольно шумная и массогабаритные характеристики устройства не особо впечатляют. По этим причинам шестеренчатая передача практически не используется сегодня при оснащении современного авто. Правда, она еще встречается в некоторых транспортных средствах, а именно в дизельных TD от концерна Nissan.

Преимущества и недостатки цепных передач

Вариантов исполнения передач — 3, правда шестеренчатую передачу можно уже все же списать со счетов. Ее уже не применяют в современных агрегатах. А вот касательно цепной и ременной передачи, а точнее того, что из них лучше до сих пор ведутся споры. Инженеры сходятся в мнении, что цепи лучше показывают себя там, где механизм, отвечающий за синхронизацию валов, находится под влиянием больших нагрузок и оказывается слабо защищенным от воздействия различных внешних факторов. Довольно высокий уровень шума во время работы является своего рода “платой” за надежность устройства. Среди особенностей цепных передач можно выделить:

Среди преимуществ цепной передачи можно отметить то, что на работу цепной передачи не оказывает влияние температура воздуха, что позволяет применять цепной привод в тропических и арктических условиях (ременной привод в таких условиях использоваться не может). Цепи не растягиваются в процессе эксплуатации, а также очень редко обрываются при локальных перегрузках. В целом такие изделия отличаются высокой прочностью и износостойкостью.

Отдельно стоит отметить и недостатки такого механизма. Цепи отличаются сложностью изготовления – их конструкция относительно сложная, также они довольно требовательны к используемым материалам и соблюдению технологии производства. Это оказывает влияние на вес изделия — цепи довольно тяжелые, однако для городского авто вес особой роли не играет. Другое дело — гоночное авто, тут каждый грамм на счету.

Какие цепи ГРМ бывают?

Сразу акцентируем внимание на том, что мы не будем вдаваться в подробности, касающиеся особенностей устройства и типов газораспределительных механизмов. Отметим лишь то, что разные ГРМ имеют разный КПД, отличаются оснащением и, соответственно, имеют разную устойчивость к нагрузкам. По мере появления новых систем газораспределения поддавались изменениям и требования и к цепному приводу. Сегодня существует 2 вида цепей ГРМ:

Требования к моторным маслам

Состояние цепей и смежных с ними элементов зависит от качества и состояния моторного масла. Так, игнорирование регламента замены масла может стать причиной поломок в авто. При использовании цепного привода применение масла низкого качества или же использование загрязненного масла может наблюдаться быстрый износ шестерен. Чтобы не допустить этого следуйте правилам:

Какие неисправности цепей ГРМ бывают?

Цепной привод характеризуется высоким эксплуатационным ресурсом и высокой устойчивостью к перегрузкам, однако несмотря на это он нуждается в обслуживании и периодической замене отдельных частей. Ресурс цепи ГРМ в случае правильного подбора составляет 250-350 тыс км пробега. Однако эти цифры “действительны” только в случае своевременной замены моторного масла.
Что касается неисправностей, то чаще всего собственники авто сталкиваются с такими проблемами, как:

Чаще всего для проведения диагностики приходится обращаться к специалистам. Они могут “считать” данные с датчиков авто, выявить проблему сдвига фаз газораспределения, определить является ли цепь источником “бед” и т.д. Правда, довольно часто не приходится прибегать даже к компьютерной диагностике, определить проблему часто можно при помощи визуального осмотра. Если цепь провисает, тогда избежать работы с элементами цепного привода не выйдет.

Автолюбителям следует быть очень внимательными и прислушиваться к работе газораспределительного механизма. Если в процессе эксплуатации авто слышен лязг металла, дребезжание и т.д., тогда следует обязательно нанести визит на СТО. Желательно не затягивать с ТО впринципе и не дотягивать до “критичной отметки”, а проверять состояние цепи каждые 100 тысяч км. пробега. Также внимательное отношение к уровню масла в системе позволит избежать таких проблем, как выход из строя успокоителя, гидронатяжителя, износ башмака, истирание зубьев и т.д.

Если же время пришло и ремонт уже не поможет, тогда надо покупать новую цепь.

Как выбрать новую цепь ГРМ

Купить новую цепь ГРМ несложно. Лучше всего (надежнее) выполнять поиск по VIN-коду, так точно ошибка будет исключена. Однако, это не единственный вариант — поиск можно осуществлять также по параметрам своей машины. Какой из вариантов лучше каждый решает сам для себя.

А вот купить качественную цепь ГРМ можно в нашем интернет-магазине “Авторадости”. У нас есть:

Цепь ГРМ – это очень “живучий” элемент приводной системы транспортного средства, проблемы с ним появляются не так уж часто. За все время эксплуатации авто его собственнику часто приходится менять цепь один, максимум 2 раза (однако тут все индивидуально). Правда с учетом того, что на рынке есть множество автомобильных комплектующих от недобросовестных производителей и упаковщиков, найти качественную цепь высокого качества становится все труднее. Чтобы приобрести качественное оригинальное изделие по доступной цене обращайтесь в наш магазин. У нас вся продукция оригинальная и на онлайн-полках представлены варианты от разных брендов, среди которых Blue Print, FEBI, HEPU, INA, SKF, SWAG. Кстати в нашем каталоге есть и моторные масла от проверенных брендов, поэтому в одном заказе можно оформить сразу все.

Конструктивные особенности и принцип работы кривошипно-шатунного механизма ДВС

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — это одна из главных из систем ДВС, которая трансформирует возвратно-поступательные перемещения поршня во вращательную работу коленвала. Включает подвижные и статичные элементы, крепежи, шатунные, коренные подшипники. Относится к конструктивно сложным узлам.

В ходе эксплуатации силовая установка обеспечивает непрерывное передвижение и желательно, чтобы оно оставалось равномерным. При этом цилиндро-поршневая группа генерирует поступательное перемещение. Это порождает необходимость трансформации одного вида движения в другое с наименьшими издержками. Такая функция возложена на КШМ машины. Он преобразует энергию и направляет к иным использующим ее системам. В этой статье расскажем из каких деталей состоит кривошипно-шатунный механизм.

Конструктивные особенности КШМ

Кривошип включает элементы, узлы подвижного и неподвижного типа. В число первых входит коленвал, маховик, поршень и поршневые кольца, шатунные элементы.

Статичные компоненты выступают основой конструкции, играют роль фиксаторов и направляющих. В этой категории присутствует блок-картер и его поддон, блок цилиндров, ГБЦ, подшипники и элементы фиксации. Поясним подробнее из чего состоит КШМ и охарактеризуем каждый элемент подробнее.

Подвижная часть КШМ

Шатуны. Обеспечивают сочленение поршней и коленвала. Конструктивно выступают высокопрочной перемычкой из металла. С одной стороны фиксируются к поршню, обратной закрепляется на шейке коленчатого вала. Применение пальцевого механизма соединения позволяет двигаться поршню в единой плоскости с цилиндром. Аналогично фиксация шатуна к коленвалу обеспечивает перемещение последнего в одной плоскости с поршневым соединением.

Коленвал. Это механическое устройство кривошипно-шатунного механизма, преобразующее возвратно-поступательную работу в крутящий момент. Относится к полноопорному, штампованному типу узлов. Его ось направлена на опорные шейки, фланцевое соединение маховика, носок вала. При этом шейки шатунов, наоборот, находятся за осью, поэтому движутся по окружности при вращении.

Конструкция коленвала включает 4 шатунные и 5 коренных шеек, шестерни привода распредвала и противовесы. Чтобы исключить осевое перемещение узел комплектуется полукольцами. На хвостовике и носке расположены самоподвижные сальники из резины. Шатунные шейки обеспечивают дополнительную очистку смазки за счет действия центробежной силы. Процесс идет во внутренних полостях деталей.

Маховик. Узел КШМ двигателя, находится на хвостовике коленвала. Выполнен в виде хорошо сбалансированного массивного диска из чугуна, оснащенного венцом зубчатого типа. Раскручивает коленчатый вал и ЦПГ чтобы исключить замирание поршней в ВМТ. Поэтому некоторая мощность силовой установки тратится на поддержку движения этого узла.

Поддерживает стабильную работу двигателя, накапливает и передает кинетическую энергию, что определяет назначение КШМ. Преодолевает сопротивление сжатию в цилиндрах во время пуска мотора, трогании в подъем. Вращается совместно с коленвалом и в определенной степени смягчает рывковые нагрузки.

Кожух маховика изготовлен из марки серого чугуна. Элемент закрывает пространство картера ДВС сзади. В нижнем сегменте размещен лючок для обслуживания зубчатого венца.

Поршень. В перечень того, что входит в КШМ включается поршень, который заставляет двигаться бензин и дизтопливо. Во время работы нагнетается давление, воздействующее на дно поршня. У современных бензиновых моторов деталь вогнутая, имеющая специальные клапанные проточки. В дизельных ДВС происходит сжатие воздуха, а не бензина. В этом случае вогнутое дно формирует камеру сгорания.

Другой сегмент детали именуется юбкой, которая играет роль направляющей, перемещающейся внутри цилиндра. При этом она никак не касается шатуна. В боковой части поршня размещены специальные пазы под кольца. В верхней половине находятся 2 или 3 компрессионных кольца. Такое устройство КШМ двигателя предотвращает попадание продуктов сгорания в пространство между поршнем и стенками цилиндров. Кольца компенсируют негерметичность стыка за счет соприкосновения с зеркалом. Внизу находится паз для маслосъемного кольца, которое удаляет лишний объем смазки со стенок цилиндров, препятствуя их попаданию в камеру сгорания.

Поршневой палец. Среди основных подвижных деталей КШМ — поршневой палец. Размещается в поршневом гнезде и в верхнем сегменте шатуна. В разных видах конструкции ДВС имеют фиксированное или плавающее крепление. Первый располагается с натяжением, в последнем случае применяются стопорные кольца.

Возможно смещение пальцевой оси относительно вращающейся части цилиндра на величину до 2 мм в бобышках поршня в направлении большей боковой силы. Это исключает сильный шум поршня на холодном моторе.

Чтобы сократить трение и обеспечить смазку контактирующих деталей в поршневой головке кривошипно-шатунного механизма запрессовывается втулка из бронзы. Конструкция разборной кривошипной головки помогает удобно собирать механизм. Элементы филигранно подогнаны фиксируются на контргайки и болты. Нивелировать последствия трения помогают стальные подшипники скольжения, выполненные как вкладыши с замковыми механизмами. Смазка подводится по специальным канавкам.

Препятствует повороту вкладышей сила трения. По этой причине на внешнюю поверхность подшипника не наносится смазка.

Поршневые кольца. Предотвращают разгерметизацию поверхности цилиндра, отводят излишки тепла от головки поршня. Помогают удалить лишний объем смазки с цилиндрового зеркала.

Компрессионные кольца. Выполнены из прочного чугуна, размещаются на поршне в количестве трех единиц. Рабочее покрытие верхнего элемента обработано пористым хлором. Два кольца, расположенные снизу, обработаны оловянным слоем для лучшей приработки к гильзе. Кольца трапецеидального сечения размещаются в направлении днища скошенной стороной.

Маслосъемные кольца. Отличаются прямоугольной формой. Внутри размещены пазы, через которые протекает масло, удаляемое с вертикальных поверхностей цилиндров.

Гильзы цилиндров. Детали КШМ, выступающие в качестве полости для осуществления рабочего цикла. Играют роль направляющих для перемещения поршня. Относятся к категории мокрых деталей. Выпускаются из особых марок чугуна, имеют толстые стенки и перлитную структуру. Внутренняя часть (зеркало цилиндра) проходит закаливание высокочастотным током и шлифуется с показателем микрошероховатости от 0.2 до 0.5 мкм.

Внешняя поверхность гильзы отличается наличием двух поясов, позволяющих зафиксировать деталь в расточках блока цилиндров. На нижнем поясе расположены канавки с сечением в виде прямоугольника. Внутри размещаются уплотнительные кольца из эластомеров. Это исключает просачивание антифриза из охладительной рубашки внутрь блок-картера ДВС.

Неподвижные детали КШМ

Блок цилиндров (БЦ). Главная и наиболее дорогая часть ДВС, составляющая общего устройства КШМ. В нем находятся отверстия цилиндров, где движутся поршни и идет сгорание топлива. Конструктивно выполнен в виде металлического корпуса с цилиндрами, каналами охлаждающей системы, посадочными отверстиями коленвала, распределительного вала. Производится из сплава на основе алюминия или чугуна, для уменьшения веса узла применяются ребра жесткости.

ГБЦ (головка блока цилиндров). Размещается поверх блока цилиндров, оснащается отверстиям под клапаны выпускного/впускного коллектора, фиксирующих элементов для различных узлов силовой установки. По периметру узла располагается прокладка клапанной крышки, последняя закрывает его сверху.

Прокладка БЦ. Предотвращает разгерметизацию пространства между ГБЦ и блоком цилиндров, получила форму пластины. Для производства уплотнителя используется асбостальной материал толщиной 1.4 мм. Отверстия под цилиндры окантованы листовой сталью, жидкостные гнезда получили окантовку из меди. Во время монтажа и фиксации головок принимается во внимание, что размещение прокладки на шпильки допустимо лишь в одной позиции.

Картер ДВС. Одна из главных составляющих устройства КШМ — картер. Это часть корпуса силовой установки размещается ниже блока цилиндров. Между ними находится коленвал. В ходе эксплуатации картер испытывает большие температурные и силовые нагрузки. Чтобы выполнять сложные задачи выпускается из высокопрочных сплавов (чугун, сплавы на основе алюминия с литьем) и обладает повышенной жесткостью.

Внутри него размещаются опоры коленвала, цилиндры, отдельные компоненты механизма ГРМ, элементы системы смазки с разветвленной схемой каналов и дополнительными устройствами. Здесь также расположены балансировочные валы, масляный насос.

Для чего нужен КШМ поясняет конструкция блок-картера. В его верхнем сегменте под прямым углом находятся 2 ряда отверстий с привалочными поверхностями под цилиндровые головки. На поверхностях есть литые гнезда для удаления смазки из ниши клапанного механизма, для перелива жидкости из охлаждающей рубашки в головку цилиндров. Также здесь находятся отверстия, через которые проложены штанги толкателей. Первый ряд устанавливается впереди левого цилиндра на 3.5 см — это объясняется размещение двух шатунов на единую шейку коленвала.

Пространство блок-картера как неподвижной детали КШМ внутри поделено на сегменты перемычками. В каждой части размещаются цилиндры левого и правого рядов.

Как функционирует КШМ

ДВС использует энергию расширения, которая вырабатывается в процессе горения топливной смеси. Назначение кривошипно-шатунного механизма — трансформировать работу движения микроскопических взрывов в максимально удобный формат. Система функционирует следующим образом:

Схема КШМ устроена таким образом, что для пуска силовой установки необходимо в первую очередь раскрутить маховик. Для этого на автомобили устанавливается стартер, сочленяющийся с его зубчатым венцом. Последний раскручивается до момента запуска мотора.

Типичные неполадки

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма основан на функционировании в условиях экстремального нагрева, химических и механических перегрузок. Исключить появление неисправностей помогает правильное и своевременное техобслуживание, однако даже такой подход не дает 100% гарантии.

Посторонние стуки в моторе

Возникновение нехарактерных шумов и стуков в двигателе всегда сигнализирует о появлении неисправности. Каждая деталь мотора подогнана с филигранной точностью и стук выступает маркерным признаком износа.

Преждевременный выход из строя связан с неправильным техобслуживанием двигателя. В первую очередь необходимо вовремя менять моторное масло и фильтры, имеющие предельный ресурс. По его завершении значительно теряются рабочие свойства. Попавшие внутрь мотора методично изнашивают тонко подогнанные элементы, приводят к задирам. Дефицит смазки нередко приводит к изнашиванию подшипников, испытывающих значительные нагрузки.

Неисправность деталей кривошипно-шатунного механизма вызывает снижение показателей мощности силовой установки. Кольца перестают корректно функционировать, в камере сгорания присутствует смазка, при этом внутрь мотора проникают отработанные газы. Это явление свидетельствует о холостом использовании энергии, что проявляется в виде значительного ухудшения динамики автомобиля.

Игнорирование проблемы приводит к увеличению сбоев в работе мотора. В запущенных случаях потребуется выполнение капитального ремонта. Состояние двигателя может диагностировать сам водитель, определив уровень компрессии в цилиндрах. В случае несоответствия показателей норме, предусмотренной для конкретного вида ДВС, необходимо проведение ремонта.

Отложения отработанных продуктов

Появление нагара на поршнях, свечах, клапанах — признак неисправности мотора. Неспособность топлива к полному сгоранию требует незамедлительного поиска неполадок. Пассивность владельца может вызвать перегрев ДВС по причине потери теплопроводности.

Если мотор потребляет слишком много масла — это выраженный симптом проблем ЦПГ, не исключено залегание поршневых колец. В таком случае эффективность назначения КШМ двигателя заметно снижается.

Смазка горит вместе с бензином, дизтопливом, что проявляется в виде черного выхлопа. Внутри резервуара для горючей смеси растет температура, превышая допустимые значения. Иногда спасает очистка без снятия мотора, однако в основном необходимо выполнение дефектовки силовой установки.

Белый оттенок отработанных газов указывает на проникновение охлаждающей жидкости в камеру сгорания. Частая причина неисправности — износ, повреждение прокладки ГБЦ либо небольшие трещины в рубашке охлаждающего контура. Чтобы устранить протечку необходима замена рубашки.

Промедление опасно, так как существует риск гидроудара. Внутри камеры сгорания скапливается охлаждающая жидкость, поршень движется в верхнее положение, однако жидкость по сравнению с воздухом не сжимается. В итоге возникает удар о прочную поверхность. Его последствия бывают различными. Наиболее критичная ситуация — заклинивание силовой установки. Поршневая система пробивает стенку БЦ. Происходит разрушение шатунного элемента на большой скорости и в силовой установке появляется отверстие большого диаметра. От такой катастрофы иногда не спасает и капремонт — приходится приобретать новый ДВС.