Кривошипно-шатунный механизм двигателя преднаг значен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Этот механизм осуществляет передачу давления газов в цилиндре двигателя на его коленчатый вал и включает в свой состав поршневую группу, шатун и коленчатый вал. В поршневую группу входят поршень, поршневые кольца и палец. Шатун имеет на своих концах поршневую и кривошипную головки, соединенные стержнем шатуна.
Поршень управляет газораспределением в двухтактном двигателе, воспринимает и передает давление газов на поршневой палец, который служит для шарнирного сочленения поршня с шатуном и передачи усилия от поршня к шатуну. Поршневые кольца обеспечивают герметичность камеры сгорания, равномерное смазывание зеркала гильзы цилиндра и частично отводят к ней теплоту от поршня. Шатун совершает сложное движение, преобразуя возвратно-поступательное перемещение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Устройство кривошипно-шатунного механизма карбюраторных двигателей рассмотрим на примере двигателей УД-15, ДМ-1, МК-1, «1Z11 Гутброд» и дизелей — на примере 1Д90ТА.
Поршень 5 двигателя УД-15 (см. рис. 3.6) имеет вогнутое днище, что позволяет, в некоторой степени, придать камере сгорания форму, близкую к наивыгоднейшей — сферической. На поршне устанавливаются два компрессионных кольца 6 и одно маслосъемное — 7. Компрессионные кольца обеспечивают плотность изменяющегося внутрицилиндрового пространства, а маслосъемное — равномерное распределение масла по зеркалу цилиндра для обеспечения скольжения по нему поршня и компрессионных колец. Маслосъемное кольцо, кроме того, удаляет лишнее масло со стенок цилиндра, чтобы исключить повышенное нагарообразование в цилиндре и увеличение расхода масла.
На двигателе УД-15 используется маслосъемное кольцо с расширителем (разжимными пружинами). Это кольцо состоит из двух плоских хромированных сегментов, осевого расширителя и радиального расширителя. Замки плоских сегментов размещаются под углом 180°, а канавка для установки кольца сообщается с внутренней полостью поршня отверстиями, через которые уходит избыток масла.
Поршневой палец — стальной пустотелый 10 (см. рис. 3.6); имеет скользящую посадку в бронзовой втулке 11 поршневой головки шатуна и плотную — в бобышках поршня. Фиксируется поршневой палец от осевого перемещения (в горячем состоянии) кольцевыми пружинами 9. Шатун 12 — стальной, штампованный, двутаврового сечения. Поршневая головка — цельная, в отличие от кривошипной головки шатуна, имеющей горизонтальный разъем.
Сопряжение шатунной шейки коленчатого вала с кривошипной головкой выполняется на тонкостенных взаимозаменяемых биметаллических вкладышах 13, фиксируемых от смещения в головке шатуна штампованными замками. Коленчатый вал 15 двигателя — стальной, цельноштампованный, с внутренним каналом для подачи масла; устанавливается на двух подшипниках качения 16. Уплотнение узлов установки коленчатого вала в картере осуществляется с помощью манжет 14. Противовесы коленчатого вала 18 выполнены за одно со щеками.
На переднем удлиненном конце коленчатого вала кроме коренного шарикового подшипника устанавливаются распределительная шестерня 21, механизм запуска и вентилятор-маховик 24, который выполняет также функцию корпуса центрифуги 25. Задний конец коленчатого вала 15 предназначен для установки муфты привода.
Близкую к УД-15 конструкцию кривошипно-шатун-ного механизма имеет и двигатель ДМ-1. Шатун его также имеет разъемную кривошипную головку, а сопряжение с шатунной шейкой коленчатого вала осуществляется посредством специальных, состоящих из двух половин, вкладышей. Однако в сопряжении поршневого пальца с поршневой головкой шатуна специальная втулка отсутствует. На удлиненном конце коленчатого вала устанавливаются вентилятор-маховик и устройство шнурового запуска, а на другом — шкив клиноременной передачи на трансмиссию. Поршень 33 двигателя мотокультиватора МК.-1 имеет днище, выпуклое в сторону головки 3 ци-линдра "7 (См. рис. 3.11). Внутренняя полость поршня, изготовленного из алюминиевого сплава, снабжена реб-рами, располагающимися от внутренней поверхности днища к бобышкам поршня, что придает всей конструкции дополнительную жесткость и способствует лучшему охлаждению поршня. На боковой поверхности юбки поршня сделаны специальные проточки 8, через которые смесь проходит в цилиндр двигателя при продувке.
В верхней части поршня 33 в двух кольцевых канавках распола-гаются компрессионные кольца 5. Поршень и поршневая головка шатуна соединены между собой полым поршневым пальцем 32, фиксируемым от осевых перемещений кольцевыми пружинами 6. Сопряжение поршневого пальца и поршневой головки шатуна выполняется на втулке, как и у двигателя УД-15, а кривошипной головки шатуна и шатунной шейки // коленчатого вала — на роликах 10. В отличие от рассмотренных двигателей соединение шатуна с шатунной шейкой коленчатого вала двигателя «1Z11 Гутброд» осуществляется посредством игольчатого подшипника.
Кривошипно-шатунный механизм дизеля рассмотрим на примере двигателя 1Д90ТА, который устанавливается на микротрактор TZ-4K-14. Поршень с плоским днищем изготавливается из алюминиевого сплава. В головке поршня 3 (рис. 3.15, а) располагаются поршневые кольца, причем два верхних кольца / имеют трапецеидальную форму сечения, что связано с увеличенной тепловой нагрузкой; у нижних колец 2 сечение прямоугольной формы. Все поршневые кольца закреплены от поворота в канавках штифтами 5. В юбке поршня с противоположных сторон выполнены две выемки 6, через которые при продувке двигателя воздух поступает в цилиндр.
Пустотелый поршневой палец установлен в бобышках поршня «плавающим» и закреплен от осевого перемещения кольцевыми пружинами 4. Поршневой палец, шатун и коленчатый вал двигателя представлены на рис. 3.15, б. Соединение поршневого пальца 15 и поршневой головки шатуна осуще-ствляется на игольчатом подшипнике 14, с двух сторон уплотняемом специальными кольцами 13, а кривошипной головки 19 шатуна и шатунной шейки // коленчатого вала — на двустороннем роликовом подшипнике, в обойме 20 которого размещаются в шахматном порядке два ряда роликов 12. Внешние кольца подшипников образуют головки шатуна.
От осевых перемещений ролики фиксируются специальными кольцами 21 и 10. Указанные выше соединения уменьшают сопротивление трению и облегчают пуск двигателя в холодную погоду, что увеличивает срок его службы и повышает стойкость подшипника от перегрева при высокой частоте вращения коленчатого вала. В двигателе 1Д90ТА коленчатый вал сделан разбор-ным. Передний конец коленчатого вала изготавливается как одно целое со щекой 9, на продолжении которой выполнен противовес. Передний конец одновременно является шейкой, на которой устанавливается корённой роликовый подшипник 8 передней опоры вала, и местом соединения коленчатого вала с валом привода топливного насоса.
Для фиксации и уплотнения подшипника в соответствующем отверстии картера устанавливаются прокладки 7. Щека коленчатого вала изготовлена разрезной, и в нее вставляется шатунная шейка //, зажимаемая в отверстии с помощью болта 22. Аналогичный способ / крепления осуществляется и в другой щеке, также выполненной за одно с противовесом 15 (см. рис. 3.12) и задним концом коленчатого вала 16 (рис. 3.15). Цилиндрическая часть задней щеки является коренной шейкой роликового подшипника 13 (см. рис. 3.12) второй опоры коленчатого вала, а конусная часть — местом установки маховика двигателя, фиксируемого с помощью шпонки, шайбы 17 (рис. 3.15) и гайки 18.
Обеспечение равномерной работы двигателей, создание необходимых условий для их пуска, а также трогания мини-тракторов с места (с преодолением кратковременных нагрузок) достигается установкой на коленчатый вал маховика. В конструктивном исполнении маховики также отличаются друг от друга. На вентиляторе-маховике 24 (см. рис. 3.6) двигателя УД-15 устанавливаются лопатки из алюминиевого сплава, обеспечивающие ему функцию центробежного вентилятора’.
Роль маховика двигателя ЗИД-3 выполняли ротор магнето, а также шкив ременной передачи, создающие дополнительный момент инерции и позволяющие использовать мотоблок на стационарных работах. В двигателе МК-1 роль маховика выполняет ротор магнето 30 (см. рис. 3.11), а в двигателе «1Z11 Гутброд» — ротор магдино и ротор вентилятора. Маховик же двигателя микротрактора TZ-4K-14 имеет только зубчатый венец 14 (см. рис. 3.12) для вращения его электростартером.
