Шатунная группа (часть 1) |
Динамика и конструирование |
Шатунная группа выполняется по одной из следующих конструктивных схем: с неразъемной кривошипной головкой и подшипниками качения; со съемной крышкой кривошипной головки, подшипниковыми вкладышами, шатунными болтами и элементами их фиксации. Практическое применение первой схемы обеспечивает максимальную жесткость кривошипной головки и возможно при использовании в конструкции двигателя разборного коленчатого вала. Обычно используется в малоцилиндровых микролитражных двигателях совместно с игольчатыми (роликовыми) шатунными подшипниками. В подавляющем большинстве конструкций транспортных ДВС применяются шатуны с разъемной кривошипной головкой и шатунными подшипниками скольжения. В процессе работы двигателя шатуны подвергаются интенсивным знакопеременным нагрузкам от газовых и инерционных сил и имеют повышенные до 100...120 °С рабочие температуры. Материал и конструкция шатуна должны обеспечивать высокую его усталостную прочность и жесткость при минимальной конструктивной массе. Для изготовления шатунов двигателей с искровым зажиганием применяются стали 45, 45Г2, 40Г, 40Х, 40ХН, 40Р; для дизелей — легированные стали с высоким пределом прочности 18Х2Н4МА, I8X2H4BA, 40Х2Н2МА, 40ХНЗА, 40Х2МА. Заготовки шатунов получают ковкой в штампах и подвергают механической и термической обработке. Для повышения усталостной прочности шатуны обдуваются дробью и иногда полируются. В современных автомобильных двигателях для получения заготовок шатунов все чаще используется отливка их из ковкого перлитного чугуна КЧ или высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧ45). Последний по своим механическим свойствам приближается к сталям, имеет более низкую чувствительность к концентраторам напряжений и обладает повышенным внутренним трением, что способствует демпфированию вибраций. В качестве материала для литых шатунов перспективны литейные титановые сплавы ВТ с высокими характеристиками прочности. Традиционный технологический цикл предусматривает раздельное изготовление шатуна и кривошипной головки и расточку отверстия под вкладыши после их сборки. Для их фиксации обычно используются центрирующие втулки или призонная часть шатунных болтов (рис. 6.1). В современных ДВС при производстве шатунов используется единая заготовка, от которой крышка отделяется путем отламывания по технологически обусловленным местам. Вследствие этого при монтаже отпадает необходимость в традиционных способах центрирования (центрирование происходит по структуре излома). Такая конструкция обеспечивает стабильную геометрию элементов кривошипной головки, но делает шатун непригодным к ремонту. В настоящее время все больший интерес в практике двигателестроения проявляется к использованию для изготовления «облегченных» шатунов металлокерамики и композиционных материалов на основе силуминов, армированных волокнами SiCи А12Оэ. Newer news items:
Older news items:
|