Кривошипно шатунный механизм — принцип действия, обслуживание, диагностика и основные неисправности

Автомобильный двигатель — один из основных механизмов автомобиля. В его основе лежит кривошипный механизм. Каждый водитель должен знать устройство КШМ, для чего он необходим, как работает и возможные неисправности. Любая машина работает с помощью этого устройства.

Для чего нужен КШМ

Система применяется для преобразования повторяющихся движений. В итоге получаются вращательные. Они появляются в результате сгорания топлива. Шатунный механизм применяется для выработки, преобразования и транспортировки энергии. Остальные детали и узлы автомобиля потребляют эту энергию, действуя на мотор.

Как устроен кривошипно-шатунный механизм

Узел состоит из 3 основных частей:

  • кривошип;
  • шатуны;
  • поршни.
Как устроен кривошипно-шатунный механизм

Перед рассмотрением шатунно-поршневой группы нужно обращать внимание на все детали КШМ.

Шатунно-поршневая группа входит в шатунный механизм.

КШМ состоит из подвижных и неподвижных деталей:

  1. Блок. В нем находятся поршни, цилиндры и гильзы. Они двигаются внутри гильзы. 
  2. Шатуны. Элементы, используемые для соединения поршневой системы и коленвала. Шатунно-поршневая группа отвечает за подвижность системы. Шатуны имеют вид перемычки. Она крепится с двух боков. Крепление к поршню: палец устанавливается для подвижного шарнирного соединения поршня с шатуном. Соединение при помощи пальца способствует перемещению детали в определенной плоскости. Шатун работает в посадочном месте, т. е. в шатунной шейке. В связи с этим он двигается там же, где и соединение.
  3. Коленчатый вал. Ось, проходящая через сам вал, опорные шейки и фланец маховика. Обратите внимание, что шатунные шейки помещаются за осью вала. Это позволяет им вращаться вокруг вала во время его движения. В момент резкого торможения коленчатый вал складывается из сил давления газов и инерционных сил массы.
  4. Маховик. Механизм, накапливающий энергию. Его использование необходимо, чтобы мотор работал ровно. Эта деталь помогает узлу не тормозить в «мертвой точке». 

Другие составляющие двигателя: газораспределительный механизм, система охлаждения, блок-картер, клапаны, оси вращения, распредвалы и пр. — нужны для правильной работы КШМ.

Устройство кривошипно-шатунный механизма

Подвижная рабочая группа КШМ

К подвижным деталям КШМ относят:

  1. Поршень. Деталь кривошипно-шатунного механизма, двигающаяся внутри цилиндра. С одной стороны его толкают вперед продукты сгорания топлива. С другой стороны он приводится в движение поворотом вала. Для достижения максимальной плотности на внешней стороне поршня есть кольца. Они нужны для герметизации проема. Такая схема поршня предупреждает потерю мощности.
  2. Шатун. Соединительная деталь, располагающаяся между валом и поршнем. Верхняя головка крепится при помощи пальца. Нижняя головка шатуна может сниматься — это крышка шатуна. Чтобы уменьшить силу трения, между деталями размещают шатунные вкладыши, т. е. подшипники скольжения в виде пластин. Они выгнуты полукругом.
  3. Коленвал. В центре узла помещается ось. Она является опорной деталью в блоке цилиндров. На оси с внешней стороны предусмотрены шатунные шейки. Они необходимы для присоединения к шатунам. При движении элемента вниз нижняя часть коленвала движется по окружности. Это совершается одновременно с перемещением поршня. Опорные элементы находятся на подшипниках. Коренная шейка — в картере двигателя. Шейки связаны щеками и имеют противовесы.
  4. Маховик. Как правило, маховик установлен на торце коленвала и крепится к фланцу. Двигается одновременно с валом и погашает рывковые нагрузки. Он необходим для вращения коленвала. Соответственно, часть энергии поддерживает функционирование элемента.
Как устроен кривошипно-шатунный механизм

Неподвижная группа кшм

Неподвижные детали КШМ содержат:

  1. Блок. Конструкция, в которой расположены цилиндры, посадочные элементы, охладительные системы и т. п.
  2. ГБЦ. Он монтируется на блок. Необходим, чтобы закрывать его с верхней части. Есть отверстия, необходимые для клапанов. В нижней части устанавливается прокладка. В этой запчасти предусмотрены отверстия для цилиндров и крепежей. Вверху — клапанная крышка. Под ней — прокладка.
Неподвижная группа кшм

Принцип работы КШМ

Устройство кривошипно-шатунного механизма основано на выработке энергии, которая появляется после сгорания топлива. Эту силу кривошипный механизм преобразовывает в нужную форму.

  1. В цилиндрах происходит смешивание распыленного топлива и воздуха. Смесь в этой емкости мгновенно сгорает. Цилиндр положен горизонтально, поэтому воздух в нем молниеносно расширяется. Цилиндр располагается в блок-картере.
  2. Перед сгоранием топлива поршень располагается в верхней точке. Как только топливная смесь сжигается, он молниеносно опускается в нижнюю точку.
  3. Шатун в двигателе присоединен к валу и поршню. Шатун двигает поршень в одном направлении и одевается на коленвал. Подвижное соединение обеспечивает направленный импульс, который соприкасается с валом по касательной. Тем самым коленвал совершает поворот. А шатунные подшипники уменьшают трение между деталями и являются элементами скольжения. Шатунный подшипник смазывается маслом, поступающим из отверстий коленчатого вала.
  4. Поршень с шатуном отвечают за вращение вала, обеспечивая ему непрерывное вращение.
  5. Импульс для вращения вала, который временами попадает в «мертвую точку», создает маховик.
Принцип работы КШМ

Обслуживание КШМ

Кривошатунный механизм играет важную роль в двигателе, поэтому стоит прислушаться к его работе. Не должно быть посторонних шумов и стука. Необходимо наблюдать за уровнем масла. Если ТС не новое, это следует делать ежедневно, перед каждым выездом машины из гаража. В бак заливается топливо только высокого качества, без посторонних примесей и воды. В случае обнаружения отклонений от нормальной работы стоит обращаться к мастерам.

Способы диагностики КШМ

Для нормальной работы двигателя регулярно проводят диагностику ТС. В частности, обращаются к мастеру для проведения ряда мероприятий.

Виды диагностики:

  • первичная, где выявляют присутствие стуков и иных шумов;
  • измерение общих зазоров в сопряжениях;
  • выявление объема газа, который попадает в картер;
  • проверка давления и уровня масла.
Диагностика КШМ

Основные неисправности, возникающие при работе КШМ, и их причины

Существует множество разных видов поломок. Среди них выделяют основные, которые встречаются чаще всего.

Неисправности КШМ

Стук в двигателе

При появлении посторонних шумов необходимо обращаться в автомастерскую. Стук говорит о том, что некоторые детали изношены. В частности, могут страдать подшипники и все виды прокладок. Он может образоваться в результате низкокачественного масла либо его отсутствия.

Расплавление поршня

Снижение мощности

Если мотор работает не на полную мощность, возможно залегание колец поршней. Из-за этого в камере сгорания накапливаются частицы масла. Газы попадают в сам силовой аппарат. Происходит пустая растрата вырабатываемой энергии. Для проверки нужно сверить компрессию в цилиндрах. При выявлении отклонений от указанных производителем показателей потребуется ремонт аппарата.

Повышенный расход масла

При обнаружении повышенного расхода масла требуется обращаться к мастеру. Масло сгорает одновременно с топливом, перемешиваясь с ним. Это увеличивает температуру в камере. Выявить можно самостоятельно. Обратите внимание на выхлопные газы, выходящие из трубы. Если дым черного цвета, спешите на СТО.

Залегание поршневых колец

Нагар

На клапанах, поршнях и иных деталях двигателя может скапливаться нагар. Этим отложения указывают на то, что топливо не сгорает на 100%. Соответственно, необходимо провести комплексную диагностику.

Белый дым из выхлопной трубы

В топливо может попадать антифриз. Это случается в результате поломки ГБЦ.

Белый дым из выхлопной трубы

Технология ремонта

Самостоятельно невозможно устранить большую часть дефектов. Необходимо выполнить несколько мероприятий по ремонту. Шатунный механизм требует проверки и исправления работы следующих деталей:

  • поршни и пальцы;
  • ремонт шатунов;
  • полная реставрация коленвала.

Поршни и пальцы

В первую очередь, нужно понимать, что старые детали выработали свой ресурс. Они подлежат немедленной замене, особенно поршни, прокладки и фильтры. Эти составные части ремонту не подлежат. Это касается и колец. При любой степени износа работа двигателя будет некорректной. Основные проблемы сохраняются.

Комплект КШМ

Ремонт шатунов

При выявлении незначительных повреждений появляется ряд признаков, которые указывают на неисправности той или иной части механизма. В частности, речь идет о постороннем шуме, появлении белого или черного дыма и повышенного расхода масла. 

Реставрация коленвала

Реставрация коленвала состоит в шлифовке, устранении заусениц и сколов. На отдельных участках возможно нанесение специального напыления. После таких действий обязательна шлифовка. Нанесение напыления должно выполняться качественным и износостойким материалом.

Таким образом, шатунный механизм является самым важным элементом в автомобиле. Он отвечает за работу двигателя. В случае появления неисправностей мотор не запустится. При выявлении повреждений рекомендуется обращаться в СТО. Автомобиль ремонтируют на специальном оборудовании.

Ссылка на основную публикацию