Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования тепловой энергии давления сгоревших газов в механическую работу, Pin-Up создавая вращение коленчатого вала. Конструкция КШМ состоит из поршней с шатунами, которые соединены с коленчатым валом. Во время работы двигателя, поршни двигаются в гильзах цилиндров.
Принцип действия кривошипно-шатунного механизма
Давление газа, возникающее во время сгорания топлива, заставляет двигаться поршень по возвратно-поступательной траектории, передавая Pin-Up на шатун.
По своей конструкции, поршень состоит из юбки и головки. Головка может быть выполнена различной формы: вогнутая, выпуклая, Pin-Up В ней также есть специальные канавки, в которые устанавливаются кольца. В настоящее время, на двигателях устанавливаются два различных типа колец. Первые компрессионные, вторые - маслосъемные. Компрессионные кольца предотвращают попадание газов в картер. Маслосъемные кольца служат для удаления избытков масла со стенок цилиндров. В юбке поршня расположены две небольшие бобышки, к которым прикрепляется поршневой палец. Он в свою очередь соединен с шатуном.
Для передачи усилия от поршня к Pin-Up валу, на шатуне предусмотрены шарнирные соединения. Материалом для изготовления шатуна является высокопрочная сталь. Для автомобилей, предназначенных для гонок, шатуны изготавливаются из титанового сплава.
Поступающие усилия к коленчатому валу, заставляют его вращаться. Для изготовления этого элемента двигателя применяется сталь или чугун. В конструкцию коленчатого вала входят несколько элементов, среди которых шатунные и коренные рейки. Между собой они соединяются при помощи щеками. Щеки выступают в роли уравновешивателя всего Pin-Up Шатунные и коренные рейки вращаются в скользящих подшипниках, выполненных из тонких металлических вкладышей. Во внутренней части шеек и щек, предусмотрены специальные отверстия, через которые под давлением закачивается масло.
На конце коленвала расположенмаховик. В современных автомобилях часто устанавливаются двухмассовые маховики. Конструктивно они представляют собой два соединенных между собой диска. Запуск двигателя осуществляется благодаря вращению Pin-Up венца маховика, благодаря передаче усилия от стартера.
Чтобы в двигателе не возникало крутильных колебаний, проявляюшихся чередующимися раскручиваниями и закручиваниями коленчатого вала, на обратной его стороне располагается гаситель колебаний. Конструктивно он представляет собой два металлических кольца, между Pin-Up располагается вязкое масло или эластомер. Внешняя сторона гасителя соединена с ременным шкивом.
В зависимости от расположения Pin-Up в двигателе, может быть несколько вариантов компоновочной схемы:
- Рядная. При таком расположении, оси Pin-Up расположены на одной линии.
- Pin-Up - оси цилиндров расположены в двух плоскостях;
- Оппозитная Pin-Up расположены на 180° по отношению к друг-другу;
- VR - оси расположены под незначительным углом к Pin-Up
- W-образная. В данном случае, предусмотрены две схемы VR, которые установлены с Pin-Up смещением на одном валу.
В зависимости от типа компоновочной системы, определяется уровень балансировки двигателя. Лучшим в этом плане, является двигатель, имеющий оппозитное расположение цилиндров. Хорошо сбалансирован и двигатель с четырехцилиндровой рядной системой. В V-образном двигателе, наилучшие показатели балансировки достигаются путем расположения цилиндров по отношению друг к другу под углами 120° и Pin-Up
Специально для снижения уровня возникающих во время работы двигателя вибраций, в масляном поддоне располагаются специальные балансировочные валы, непосредственно под Pin-Up валом.
