Методическая разработка урока производственного обучения: Разборка кривошипно-шатунного механизма

Методическая разработка открытого урока

Тема программы: Разборка и сборка двигателя, кривошипно-шатунного механизма и газораспределительного механизма

Тема урока: Разборка кривошипно-шатунного механизма

Мастер п/о: Кравчук Елена Юрьевна

г. Енакиево - 2016 г.

Профессия - слесарь по ремонту автомобилей.

Тема программы, разборка и сборка двигателя, кривошипно- шатунного механизма

и газораспределительного механизма.

Тема урока: разборка кривошипно-шатунного механизма.

Цель урока:

• Обучить практическим приемам разборки кривошипно-шатунного механизма
  устройству его деталей;

• Развивать умение обращения с инструментом и приспособлениями, необходимыми
  для разборки КШМ, а также техническое мышление;

• Воспитывать ответственность за качественное выполнение работы, а также
  бережное отношение к инструменту и оборудованию.

Тип урока: Комбинированный по обобщению знаний и приобретению умений.

Вид урока: Работа учащихся на учебных постах в учебной автомастерской.

Материально - техническое оснащение урока

Разобранный двигатель на стенде, макет двигателя с разрезами, набор инструмента

слесаря по ремонту автомобилей, кривошипно-шатунный механизм в сборке на

стенде.

Дидактическое оснащение урока:

Инструкционные карты, таблицы, схемы устройства КШМ

Межпредметные связи урока:

1. Устройство автомобиля

2. Материаловедение (материалы, из которых изготовлены детали)

3. Физика (двигатели внутреннего сгорания)

ХОД УРОКА

I. Организационная часть 5 мин.

проверка явки учахихся

проверка внешнего вида, наличие инструмента, спецодежды.

II. Вводный инструктаж 40 мин.

1. Сообщение темы занятия (ссылка на квалификационно- образовательную
   характеристику слесаря по ремонту автомобилей второго разряда)

2. Проверка знаний учащихся по предыдущей теме по вопросам карточек-
   заданий:

• перечислите механизмы двигателя

• назовите классификацию двигателя внутреннего сгорания

• назовите, что называют рабочим циклом ДВС

• назовите, что называют рабочей смесью

• назовите системы ДВС

• назовите порядок разборки ДВС

• перечислите инструменты и приспособления, применяемые при разборке ДВС

• назовите требования охраны труда при разборке ДВС

3. Изложение нового материала:
3.1 .Для чего служит КШМ

3.2.Из каких деталей состоит КШМ

3.3.Устройство поршневой группы

3.4.Устройство шатуна

3.5.Порядок разборки КШМ

3.6.Инструмент и приспособления, применяемые при разборке КШМ

3.7.Требования техники безопасности при разборке КШМ

4. Закрепление нового материала. Вопросы для закрепления.

• расскажите о способах ихвлечения поршневой группы из цилиндра

• почему поршневую группу вынимают в сторону верхней плоскости блока?

• для чего служат стопорные кольца поршневого пальца и как их извлечь?

• укажите, какие специальные приспособления используют при разборке КШМ

• назовите особенности основных деталей КШМ

5. Выдача инструкционных карт

III. Текущий инструктаж 5 часов
Выполнение учащимися разборки КШМ на постах.
Обходы мастера производственного обучения:

1. Обход с целью проверки соблюдения требования охраны труда

2. Обход с целью проверки правильности использования инструмента

3. Обход с целью проверки соблюдения порядка разборки двигателя

4. Обход с целью проверки выявления и недопущения типичных ошибок

5. Обход с целью приема и оценки выполненного задания, а также проверки
   уборки рабочих мест

IV. Заключительный инструктаж 15 мин.

1. Анализ допущенных ошибок

2. Анализ соблюдения норм времени

3. Оценка учащихся

4. Домашнее задание:

4.1. Составить отчет о работе, указывая:

• Последовательность разборки КШМ

• Укажите, из каких материалов изготовлены детали КШМ

• Укажите инструменты и приспособления, использованные в работе

  2. Повторить из курса «Устройство автомобиля» устройство и назначение

газо­распределительного механизма

Разборка кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление

расширяющихся газов при такте сгорание - расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из:

• блока цилиндров с картером;

• головки цилиндров;

• поршней с кольцами,

• поршневых пальцев;

• шатунов;

• коленчатого вала;

• маховика;

• поддона картера.

Блок цилиндров отливают заодно с картером. И он является базисной деталью двигателя, к которой крепятся кривошипно-шатунный, газораспределительный механизмы и все навесные приборы и агрегаты двигателя (рис. 1).

Изготовляют его из серого чугуна, реже из алюминиевого сплава силумина. В отливке блок-картера выполнены полости для смывания охлаждающей жидкостью стенок гильз цилиндров. Сами же гильзы могут быть вставными, изготовленными из жаростойкой стали или же отлитыми заодно с чугунным блок-картером. Блоки из алюминиевых сплавов изготовляются только со вставными гильзами. Внутренняя поверхность гильз служит направляющей для перемещения поршня, она тщательно шлифуется и называется зеркалом. Уплотнение гильз осуществляется с помощью колец из специальной резины или меди. Вверху уплотнение гильз достигается за счет прокладки головки цилиндров. Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в верхнюю их часть, как работающую в наиболее тяжелых условиях (высокая температура и агрессивная газовая среда), коротких тонкостенных вставок из кислотоупорного чугуна. Этим достигается снижение износа верхней части гильзы в четыре раза.

Снизу картер двигателя закрыт поддоном, выштампованным из листовой стали, уплотненным прокладкой из картона или пробковой крошки. Поддон используется в качестве резервуара для моторного масла и служит защитой кар­тера от попадания грязи и пыли.

Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху. На ней размещены детали газораспределительного механизма, камеры сгорания, выполнены отверстия под свечи или форсунки, запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость.

Для создания герметичности плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотнена стальными или сталеасбестовыми прокладками, а крепление осуществляется шпильками с гайками.

Поддон картера

Опоры распреде­лительного вала

Гильзы цилинов

Шпильки крепле­ния головки цилиндров

Уплотнитель-

ное кольцо

гильзы

Клапанная крышка

Проклада крышки

Головка цилинд

ров

Прокладка

головки цилиндров

Рубашка охлаждения

Картер блока цилиндров

Прокладка поддона картера

Рис. 1. Головка и блок цилиндров двигателя

Головки отлиты из алюминиевого сплава (АЛИ) или чугуна. Сверху они накрыты клапанной крьпшкои из штампованной стали или алюминиевого сплава, уплотненной пробковой или маслобензостойкой резиновой прокладкой.

Двигатели с однорядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с У-образным расположением имеют отдельные головки на каждый ряд цилиндров, либо на группу из нескольких цилиндров, либо отдельную головку на каждый цилиндр.

Поршень воспринимает давление расширяющихся газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал двигателя. Представляет собой перевернутый днищем вверх цилиндрический стакан, отли­тый из высококремнистого алюминиевого сплава.

Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части (рис.2). Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня, в которой проточены канавки для поршневых колец. Днище поршня с головкой цилиндров формируют камеру сгорания и работают в крайне тяжелых температурных условиях из-за недостаточного охлаждения. Для некоторых моделей двигателей

поршни изготовляют со вставкой из специального жаропрочного чугуна для верхнего компрессионного кольца и выполняют в днище поршня тороидальные камеры сгорания с выемками для предотвращения касания днища поршня с клапанами. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются бобышки с отверстиями под поршневой палец.

Конструкция поршня должна исключать его заклинивание при тепловом расширении работающего двигателя. С этой целью головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, которую изготовляют овальной формы с большой осью, перпендикулярной оси поршневого кольца.

В некоторых поршнях юбка имеет разрез, предотвращающий заклинивание поршня при работе прогретого двигателя. На юбку поршня может наноситься коллоидно-графитовое покрытие для предохранения от задиров зеркала ци­линдра и улучшения приработки.

Поршневые кольца устанавливаются двух типов: компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца служат для уплотнения поршня в гильзе цилиндра и предотвращения прорыва газов из камеры сгорания в картер дви­гателя. Маслосъемные кольца служат для снятия излишков масла с зеркала цилиндра и не допускают его попадания в камеру сгорания.

Поршневые кольца изготовляются из белого чугуна, а маслосъемные могут быть выполнены из стали. Для повышения износостойкости верхнее компрессионное кольцо подвергается пористому хромированию, а остальные для ускорения приработки покрыты слоем олова или молибдена.

Кольца имеют разрез (замок) для установки на поршень. Количество компрессионных колец, устанавливаемых на поршнях, может быть неодинаково для различных моделей двигателей, обычно два или три кольца. Маслосъемные кольца устанавливаются по одному на поршень. Они состоят из четырех элементов: из двух стальных разрезных колец, одного стального гофрированного осевого и одного радиального расширителей (рис. 2).

Поршневые кольца могут иметь различную геометрическую форму. Компрессионные кольца могут быть прямоугольного сечения, иметь коническую форму и выточку на верхней внутренней кромке кольца. Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую и пластинчатую с расширителями. Кроме того, маслосъемные кольца имеют сквозные прорези для прохода масла через канавку внутрь поршня. Канавка поршня для маслосъемного кольца имеет один или два ряда отверстий для отвода масла.

Поршневой палец плавающего типа обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном и удерживается от осевого смещения в бобышках поршня стопорными кольцами. Палец имеет форму пустотелого цилиндра, изготовлен из хромоникелевой стали. Поверхность его упрочнена цементацией и закалена токами высокой частоты.

Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом двигателя и для передачи при рабочем ходе давления расширяющихся газов от поршня к коленчатому валу. Во время вспомогательных тактов от коленчатого вала через шатун приводится в действие поршень.

Компрессионные кольца

Маслосъешюе кольцо

Расширитель

Канавки для поршневых колец

Кольцевые диски

Осевой расширитель

Поршневой палец

Радиальный расширитель

Стопоры шайб

Рис. 2. Детали поршневой группы двигателя

Шатун (рис. 3) состоит из верхней неразъемной головки с запрессованной втулкой из оловянистой бронзы и разъемной нижней головки, в которую вставлены тонкостенные стальные вкладыши, залитые слоем антифрикционного сплава. Головки шатуна соединяются стержнем двутаврового сечения. Нижняя разъемная головка шатуна с помощью крышки закрепляется на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышки изготовлены из легированной или углеродистой стали.

Крышка обрабатывается в сборе с шатуном. Номер на шатуне и метка на его крышке всегда должны быть обращены в одну сторону. При сборке V-образных двигателей необходимо помнить, что шатуны правого ряда цилинд­ров обращены номерами назад по ходу автомобиля, а левого ряда - вперед и совпадают с надписью на поршне «Вперед».

Нижняя головка шатуна и крышка соединяются болтами и шпильками со специальными стопорными шайбами» Гайки имеют резьбу несколько отличную от резьбы шпилек и болтов, что обеспечивает самостопорение резьбового соединения.

Вкладыши нижней головки шатуна выполнены из стальной или стале алюминиевой ленты, покрытой антифрикционным слоем. В качестве покрытия используют свинцовые сплавы, свинцовистую бронзу или

Верхняя головка

Втулка

верхней

Стержень

головки

Болт с гайкой для

соединения нижней

Вкладыши

нижней

головки

Усики

головки

Нижняя головка

Крышка

нижней

головки

алюминиевый сплав АМО-1-20.

Рис. 3 Шатун

От проворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые фиксируются в канавках, выфрезерованных в шатуне и его крышке.

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые шатунами от поршней, и преобразует их в крутящяй момент, который через маховик передается агрегатам трансмиссии автомобиля.

Коленчатый вал (рис. 4) состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками с противовесами, фланца для крепления маховика. На переднем кольце коленчатого вала (носок) имеются шпоночные пазы для закрепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует "кривошип (или колено) вала. Расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов поршня в различных цилиндрах.

Коленчатые валы штампуют из стали или отливают из высокопрочного магниевого чугуна. Шейки выполняются полыми для уменьшения центробежных сил и используются как грязеуловители для моторного масла. Шейки коленчатого вала шлифуют и полируют, поверхность закаливается токами высокой частоты. Щеки вала имеют сверления для подвода масла к трущимся поверхностям коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Коленчатые валы, у которых каждая шатунная шейка имеет с двух сторон коренные шейки, называются полноопорными.

Продольное перемещение коленчатого вала при его тепловом расширении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые устанавливаются по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя

паз

Шпоночный

Шатунные шейки

Щеки

Пробка

Грязеуловитель

Коренные шейк

Рис. 4. Коленчатый вал

сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в вытачке задней коренной опоры вала.

Для предотвращения утечки масла на концах коленчатого вала устанавливаются маслоотражатели и сальники. Предусматриваются также маслосгонные спиральные канавки и маслоотражательный буртик.

Вкладыши коренных подшипников имеют такую же конструкцию, как и вкладыши шатунных подшипников. У двигателей с блоками, выполненными из алюминиевых сплавов, крышки коренных подшипников выполняют из чугуна для предотвращения заклинивания коленчатого вала при низких температурах.

Крышки коренных подшипников растачивают совместно с блоком цилиндров и при сборке двигателя их устанавливают только на свои места, не меняя положения.

Маховик служит для уменьшения неравномерности работы двигателя, вывода поршней из мертвых точек, облегчения пуска двигателя и способствует плавному троганию" автомобиля с места.

Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна, на обод которого напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя. Для исключения нарушения ус­тановочной балансировки маховик крепится болтами к фланцу коленчатого вала на несимметрично расположенных штифтах.

Поддон картера является резервуаром для моторного масла и предохраняет картер двигателя от попадания пыли и грязи.

Поддон штампуют из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Для герметизации плоскости разъема между картером и поддоном устанавливают пробковые или маслобензостойкие прокладки. Поддон крепится болтами или шпильками.

Крепление двигателя к раме или несущему кузову должно быть надежным и амортизировать толчки, возникающие при работе двигателя и движении автомобиля. В качестве опор применяют специальные кронштейны (лапы), под которые устанавливают одну или две резиновые подушки или пружины. Двигатели могут быть закреплены на раме в трех или четырех точках. Часто для фиксации двигателя используются тяги или скобы.