Реферат на тему Шатунная группа двигателей внутреннего сгорания материалы, технологии, особенности, примеры

Содержание:

Введение 3
1. Материалы изготовления шатунной группы двигателей внутреннего сгорания 4
2. Технологии изготовления шатунной группы двигателей внутреннего сгорания 6
3. Особенности шатунной группы двигателей внутреннего сгорания 11
Заключение 15
Список литературы 17

Введение:

Механизм шатуна — механизм двигателя. Основная цель шатунного механизма — преобразование возвратно-поступательных движений цилиндрического поршня во вращательные движения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания и наоборот. Шатун является основной частью двигателя внутреннего сгорания в группе шатунных двигателей внутреннего сгорания, поэтому мы рассмотрим эту конкретную часть в работе. Шатун передает энергию от поршня к коленчатому валу. При этом он выполняет два вида движений: круговое и возвратно-поступательное. Первый происходит на стыке его нижней головки с коленчатым валом, второй-на стыке верхней головки с поршнем. Из-за такой конструкции шатун постоянно подвергается высоким нагрузкам во время работы.
Цель работы – изучить шатунную группу двигателей внутреннего сгорания, технологию изготовления, материалы, особенности примеры производства шатуна.
Задачи:
— Изучить материалы изготовления шатунной группы двигателей внутреннего сгорания.
— охарактеризовать технологии изготовления шатунной группы двигателей внутреннего сгорания.
— рассмотреть особенности шатунной группы двигателей внутреннего сгорания на примерах.
Структура работы представлена введением, тремя разделами, заключением и списком литературы.

Заключение:

Шатунная группа вместе с коленчатым валом являются основным рабочим механизмом двигателя внутреннего сгорания. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала при помощи шатуна, сочлененного шарнирно с верхней головкой поршневым пальцем и нижней головкой с шейкой колена вала. Рабочая полость располагается над поршнем в цилиндре, закрытом крышкой. Поршень — наиболее ответственная и напряженная часть двигателя.
В процессе работы на поршень действуют механические нагрузки давления газов и сил инерции, а также высокие тепловые нагрузки в период непосредственного соприкосновения его с горячими газами при сгорании топлива и расширении продуктов сгорания. Дополнительно поршень нагревается от трения о стенки цилиндра. При нагреве поршня понижаются механические свойства его материала и возрастают термические напряжения в нем. К тому же ухудшается наполнение цилиндра свежим зарядом, из-за чего уменьшается мощность двигателя, появляются условия для заклинивания поршня в цилиндре, ухудшается работа кольцевого уплотнения.
Поршни ДВС, наряду с достаточной прочностью и жесткостью, должны иметь возможно меньшую массу для уменьшения сил инерции, обладать высокой теплопроводностью и износостойкостью.
Конструкция поршня должна обеспечивать свободное перемещение его в цилиндре и достаточную герметичность для предотвращения прорыва газа из камеры сгорания в картер и попадания масла со стороны картера в рабочую полость цилиндра, что наблюдается при больших зазорах между кольцом и канавкой поршня.
Шатун связывает колено вала с поршнем. При работе шатун совершает сложное качательное движение и подвергается переменной по величине и направлению нагрузке от давления газов и сил инерции. Действующие на шатун силы вызывают в нем сложные деформации — сжатие, растяжение, продольный и поперечный изгибы. Поэтому шатун должен быть жестким и прочным при возможно малой массе. Шатуны изготавливают из углеродистой или легированной стали ковкой или штамповкой с последующей механической и термической обработкой.

Фрагмент текста работы:

1. Материалы изготовления шатунной группы двигателей внутреннего сгорания

Кривошипы изготовлены из стали 40, 45, 45G2, 40X, 40XH; дизельные двигатели, работающие в условиях наддува при высоких давлениях сгорания из легированных сталей 18Kh2N4MA и 40Kh2N2MA с высокой прочностью и пределом текучести [7].
Кривошипные заготовки коваются в буферах и подвергаются механической и тепловой нормализации, закалке и закалке.
В двигателях распространены кривошипы из ковкого перлитового чугуна, а также чугун со сферическим графитом. Их основными преимуществами являются снижение себестоимости продукции и более эффективное использование металла со сложными конфигурациями. Для повышения усталостной прочности шатуны подвергаются микроприводу, который в этом случае приближается к шатунам из штампованной стали.
I. литые стержни имеют более низкую массу и склонность к концентрации напряжений [4].
Для изготовления болтов используют высокопрочную сталь (35X, 40X, 40XH). При высоких растягивающих напряжениях используются легированные стали 18Kh2N4VA, 20KHNZA и 40KHNMA, в которых пределы текучести в 2,53,0 раза выше, чем у углеродистых сталей.
Для поршневых подшипников Шатунов форсированных двигателей может использоваться алюминиево-бронзовый Bp. АЖ 94, обладающие высокой твердостью (Е 110), из бронзы, бронзовые и оловянные, с твердостью NV 80-90 и РОСС 442.5 (ЭТО 65-75), а также бронза фосфора олова (NV 90120). Эти бронзы обладают хорошей износостойкостью и устойчивостью к усталостным переломам [4].
Повышенное давление на коленчатые валы потребовало использования антифрикционных сплавов с высокой прочностью на усталостный разрыв, но по сравнению со сплавами babbit. Это позволило нам производить биметаллические подшипники, которые надежно работают без значительного увеличения опорных поверхностей. В качестве такого сплава свинцовая бронза Br используется для заполнения подшипников Шатунов. SZO (30% свинца), с твердостью EB 30. Окончательная толщина слоя свинцовой бронзы после расточки лайнера составляет 0,30,7 мм.
Свинцовые бронзы в условиях работы при высоких температурах масла обладают более высокой усталостной прочностью, чем сплавы Бэббит. К недостаткам свинцовых бронз относятся [2]:
1) недостаточная коррозионная стойкость под воздействием органических кислот, образующихся в смазочных маслах;
2) хуже, чем бабитовые сплавы, притирка подшипников в начальный период работы двигателя и возможность сцепления в подшипниках с недостаточной смазкой;
3) необходимость более тонкой очистки масла;
4) недостаточная способность поглощать абразивные частицы.
Для уменьшения коррозии применяют электролитическое покрытие из свинцовой бронзы тонким слоем (толщиной 1520 мкм) сплава свинца с оловом или свинца с индием. При нанесении мягкого слоя на слой свинцовой бронзы достигается сочетание хорошей обрабатываемости и высокой прочности на усталостную резку. Среднее допустимое давление трехслойных подшипников (стальная лента, свинцовая бронза, слой мягкого металла) на 2030% выше, чем у двухслойных подшипников [6].
При использовании тонкостенных (двух-и трехслойных) гильз из свинцовой бронзы необходимо увеличить жесткость опор вала в картере, коленчатом валу и кривошипных головках шатунов, а также ввести более жесткие допуски для изготовления этих деталей. Эти измерения связаны с недостаточной притиркой подшипников и возможностью разметки их рабочей поверхности в районах, где происходят локальные концентрации напряжений, из-за нарушения геометрической формы шейки вала и рубашки при работах с большими деформациями.