Устройство двигателя ИМЗ

Продольный и поперечный разрезы двигателя представлены на рис. 2.3 и 2.4.

Цилиндропоршневая группа (ЦПГ). Цилиндропоршневая группа предназначена для преобразова­ния тепловой энергии топлива в механическую рабо­ту. В нее входят цилиндр, поршень, поршневые коль­ца, поршневой палец. Сюда же относится и головка цилиндра, но поскольку в ней расположены детали механизма газораспределения, конструкция головки цилиндра будет рассмотрена ниже.

Условия работы деталей ЦПГ очень напряжен­ные. При сгорании топливовоздушной смеси темпера­тура пламени достигает 2000—2500 °С. Большинство металлов при такой температуре плавится, поэтому для нормальной работы двигателя необходимо обес­печить отвод теплоты от деталей ЦПГ. В результате охлаждения деталей их температуря гораздо меньше 2000 С (температура цилиндра и головки составляет 150-250°С, температура поршня 300-400 С.). Но даже и таких температурах прочность многих

металлов снижается, поэтому очень важно не перегревать и не перегружать двигатель. Поршень совершает в цилиндре возвратно-посту­пательное движение с довольно большой скоростью (до 20 м/с), поэтому детали ЦПГ необходимо изго­товлять из таких материалов, которые имеют малый коэффициент трения и не подвержены большому из­носу. Кроме того, поршень должен обладать малой массой для уменьшения сил инерции возвратно-по­ступательного движения. Необходимо также учитывать плохие условия смазки, так как смазывающие 'свойства масел при больших температурах ухудшаются. Исходя из этих требований, рассмотрим кон­струкцию деталей ЦПГ.

Цилиндр отлит из специального чугуна. Внутрен­нюю поверхность цилиндра, по которой перемещается поршень, при окончательной обработке хонингуют (обрабатывают специальным

инструментом — хоном, в результате чего достигается высокая чистота по­верхности почти до зеркального блеска), и поэтому нередко называют «зеркалом цилиндра». Для уменьшения износа «зеркала» состав чугуна подбирают таким, чтобы он имел повышенную твердость. Для от­вода и рассеивания теплоты в окружающую среду снаружи на цилиндре выполнены ребра охлаждения.

Цилиндры разбивают на группы в зависимости от размера внутреннего диаметра D:

Внутренний диаметр,

мм 78,00-78,01 78,01—78,02 78,02—78,03

Индекс I II Ш

Индекс группы наносят на цилиндр (рис. 2.5).

Поршень отлит из алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав имеет малую плотность и хорошую теп­лопроводность, вследствие чего поршень получается легким и не создает больших сил инерции, а также хорошо охлаждается. Вместе с чугунным цилиндром
повышенной твердости алюминиевый поршень обра­зует хорошую антифрикционную пару, в результате чего уменьшается износ деталей ЦПГ. Однако у алюминиевого сплава есть один существенный недостаток: коэффициент линейного расширения алюминиевого сплава в два раза большей чем коэффициента
линейного расширения чугуна. К тому же температура поршня примерно вдвое выше температуры цилиндра, поэтому при перегреве двигателя поршень расширяется настолько, что его заклинивает в цилиндре. Происходит так называемый «прихват». Во избежание «прихвата» следует исключить возможность перегрева двигателя.

Поршень имеет днище, боко­вую поверхность — юбку и бо­бышки под поршневой палец. На поршне выполнены четыре канав­ки под поршневые кольца. В процессе работы верхняя часть поршня нагревается сильнее и расши­ряется больше, нежели нижняя часть. Поэтому для того, чтобы в рабочем состоянии поршень, имел цилиндрическую форму, его выполняют конусным, т. е. диа­метр головки поршня, где рас­положены поршневые кольца, и верхней части юбки меньше ниж­ней части юбки. При подборе поршня к цилиндру определяю­щим является наибольший диа­метр юбки поршня.

При - работе кривошипно-шатунного механизма на поршень действует сила бокового давления, которая прижимает поршень к стенке цилиндра и деформирует его. Поршень в рабочем состоя­нии должен иметь большую поверхность прилегания к цилиндру, поэтому его делают эллипсным в сечении. Большая ось эллипса при этом перпендикулярна оси порш­невого пальца (рис. 2.6).

Под действием силы N поршень деформируется, (показано штриховой линией) и принимает цилиндрическую форму. Разность большой и малой осей эллипса составляет 0,18 мм. Поскольку сила N всегда направлена перпенди­кулярно поршневому пальцу, то боковая поверх­ность поршня около поршневого пальца в ра­боте не участвует. Для предотвращения заклини­вания поршня вследствие его деформации от силы N часть металла вокруг поршневого пальца снимается, выполняются так называемые «холодиль­ники».

Поршни, как и цилиндры, разбивают на группы в зависимости от диаметра юбки D_ю, замеренного по большой оси эллипса на расстоянии 13 мм от нижнего торца (рис. 2.7).

Диаметр юбки пор­
шня, мм...................... 77,94-77,93 77,93-77,92 77,92-77,91

Индекс..................................... 77,94 77,93 77,92

Индекс группы поршня выбивают на днище поршня. Кроме того, поршни различают по диаметру отвер­стия под поршневой палец и делят на четыре группы согласно табл. 2.1. Отверстия в поршне, как и порш­невой палец, маркируют краской.

Таблица 2.1

Дата добавления: 2015-09-03