Кривошипно-шатунный механизм является основным механизмом двигателя. В процессе работы на него воздействуют силы различного характера, закономерность изменения которых (за цикл) можно установить посредством кинематического, а также динамического анализов работы двигателя. При этом имеется в виду, что коленчатый вал двигателя вращается с постоянной угловой скоростью:
ω=2πn=const.
Кривошипно-шатунный механизм может иметь различные конструкции. На тракторных и автомобильных двигателях используют аксиальные (центральные), дезаксиальные (смещённые) и V-образные кривошипно-шатунные механизмы (среди V-образные имеются с прицепным шатуном [рис. 1]).
Рис. 1. Схема кривошипно-шатунных механизмов.
А) – Кривошипно-шатунный механизм аксиального (центрального) типа;
Б) – Кривошипно-шатунный механизм дезаксиального типа;
В) – Кривошипно-шатунный механизм V-образного типа.
Широкое распространение получил аксиальный (центральный) кривошипно-шатунный механизм, чей кинематический и динамический анализ работы разобран ниже.
В процессе рассмотрения кинематики кривошипно-шатунного механизма в.м.т. принимается за исходное положение, а все кинематические величины выражают в функции угла поворота коленвала.
Основными геометрическими размерами аксиального кривошипно-шатунного механизма являются:
l – длина шатуна;
r – радиус кривошипа;
λ=r/l – безразмерный параметр (λ=0,24-0,31)
S – ход поршня (S=2r);
α – угол поворота кривошипа;
β – угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра.