Что такое КШМ
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — группа взаимосвязанных подвижных элементов, реализующая перевод химической энергии сгорания топлива в механическую. В более узком смысле КШМ преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Назначение КШМ
Говоря простыми словами, именно работа кривошипно-шатунного механизма приводит автомобиль в движение. Работа всех деталей создает крутящий момент, который передается на трансмиссию и далее на колеса. Подробнее взаимодействие элементов КШМ будет описано далее.
Устройство кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм можно условно разделить на две категории деталей: подвижные и неподвижные.
Подвижная группа
Непосредственно детали, выполняющие цикличные перемещения в процессе работы ДВС. К ним относятся:
- Поршни с поршневыми кольцами, пальцами и стопорными кольцами.
- Шатуны, включая вкладыши, втулки и болты.
- Коленчатый вал, включая находящиеся на нем элементы: противовесы, шестерни, шкивы и т.п.
- Маховик, включая сопутствующие детали типа венца, демпферов и т.п.
Исчерпывающее представление об устройстве и составе КШМ дает следующая иллюстрация.
Неподвижная группа
Несмотря на повсеместно встречающееся в Сети описание структуры КШМ с разделением на две категории, так называемая «неподвижная группа» не имеет к нему непосредственного отношения. Даже само определение «кривошипно-шатунный механизм» предполагает набор подвижных деталей, участвующих в цикличном движении по заданным траекториям. Что до разного рода гильз, прокладок, и уж тем более блока цилиндров с поддоном, часто приписываемых к неподвижной группе, с формально-академической точки зрения эти детали не имеют к КШМ никакого отношения.
Как работает кривошипно-шатунный механизм
Принцип работы КШМ во многом совпадает с описанием работы ДВС в принципе. Коротко рассмотрим основные этапы и алгоритм взаимодействия элементов.
- На такте рабочего хода расширяющиеся от воспламенения газы толкают вниз поршень, находящийся в цилиндре.
- Поршень соединен с верхней частью шатуна — соответственно, шатун тоже двигается вниз.
- Шатун, в свою очередь, соединен с кривошипом коленчатого вала своей нижней частью, за счет чего и передает ему перемещение поршня. Именно в этом месте возвратно-поступательное движение поршня (вверх-вниз) переходит во вращательное движение коленчатого вала (по кругу).
- На конце коленвала закреплен маховик. Он передает крутящий момент дальше, в коробку передач: либо через сцепление (механика или робот), либо через гидротрансформатор (классическая АКПП).
Для лучшего понимания процесса можно еще раз взглянуть на вышеприведенную схему КШМ или найти в Сети анимацию его работы.
Неисправности кривошипно-шатунного механизма
Так как КШМ является сложным и точным механизмом, большей частью находящимся внутри двигателя, любая поломка одного из элементов сразу же приведет к невозможности работы мотора. Тем не менее, можно описать ряд базовых симптомов, указывающих не на явный выход из строя, но на износ элементов кривошипно-шатунного механизма. При этом эксплуатация возможна (зачастую — месяцами и даже годами), но с падением эксплуатационных характеристик. И конечно, с постепенной прогрессией отклонений, что рано или поздно приведет к полному отказу.
- Стуки при работе двигателя. В просторечии говорят, что «стучат пальцы». В изначальном смысле, на заре появления массовых ДВС, под этим действительно подразумевался сильный износ сочленения «поршень-поршневой палец-шатун», что сопровождалось характерным стуком. Однако уже в послевоенное время немногочисленные счастливчики-автовладельцы в СССР называли стуком пальцев любые ритмичные удары из двигателя. Причиной может быть как износ непосредственно поршневых пальцев, так и вкладышей, гидрокомпенсаторов, неотрегулированных клапанов и даже эффект детонации при некорректном смесеобразовании. Нередко первопричиной стучащего двигателя является низкое давление масла. Поэтому следует понимать, что непосредственно к неисправностям КШМ из перечисленного относится только износ пальцев и вкладышей.
- Повышенный угар масла. Наиболее вероятная причина — залегание поршневых колец. На втором месте находятся задубевшие маслосъемные колпачки и неисправная система вентиляции картерных газов (ВКГ). И снова делаем оговорку: к самому кривошипно-шатунному механизму здесь относятся только кольца.
- Снижение эксплуатационных характеристик. Сюда можно отнести такие классические признаки как повышение расхода топлива, падение динамических характеристик, затрудненный запуск и т.п.
Часто задаваемые вопросы по КШМ
Возможен ли ремонт кривошипно-шатунного механизма своими руками?
С точки зрения среднестатистического автовладельца — нет, невозможен. Даже для диагностики элементов КШМ необходима частичная или полная разборка двигателя, что рядовому автолюбителю не под силу. Кроме того, даже в случае прямого доступа к деталям, для точного определения износа необходим специальный контрольно-измерительный инструмент и навыки его использования. Наконец, некоторые диагностические процедуры (такие как проверка коленчатого вала на биение) требуют извлечения деталей из двигателя и помещения на измерительный стенд. То есть, фактически, во многих случаях диагностика и ремонт кривошипно-шатунного механизма подразумевает капремонт мотора.
Имеет ли экономический смысл ремонтировать КШМ в случае поломки?
Как и в случае любой неисправности, все зависит от того, что и как сломалось. Если вопрос заключается лишь в замене залегших поршневых колец или поистершихся вкладышей — это можно выполнить отдельной процедурой, даже без снятия и полного разбора двигателя. Другое дело, если деформирован коленвал (редко, но такое случается), сильно задраны стенки цилиндров или, ввиду гидроудара, погнуло шатуны. В подобных случаях решение о целесообразности восстановления мотора может быть принято только после детальной диагностики, с полным разбором силового агрегата.
Как продлить жизнь кривошипно-шатунного механизма?
Ответ на данный вопрос будет банален: правильно эксплуатировать двигатель. Вовремя менять масло (предписанные сервисные интервалы желательно сократить в 1,5 раза), не допускать высокой нагрузки и оборотов на непрогретом двигателе, соблюдать предписанный особый режим на время обкатки нового мотора и т.д.
Читайте также:
Рулевая рейка: что это, где находится, как работает, неисправности и последствия
Сцепление автомобиля: как оно работает и почему ломается
