Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямолинейное возвратно-поступательные движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.
Устройство КШМ можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные.
Подвижные детали:
поршень, поршневые кольца, поршневые пальцы и шатуны, коленчатый вал, маховик.
Блок-картер, головка блока цилиндров, гильзы цилиндров. Имеются также фиксирующие и крепежные детали.
Поршневая группа
Поршневая группа включает в себя поршень, поршневые кольца, поршневой палец с фиксирующими деталями. Поршень воспринимает усилие расширяющихся газов при рабочем ходе и передает ею через шатун па кривошип коленчатого вала; осуществляет подготовительные такты; уплотняет над поршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного материала.
Коренные подшипники
Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.
Маховик
Маховик служит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала в течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ (верхней мертвой точки) и НВТ (нижней мертвой точки).
В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места.
Маховики отливают из чугуна в виде лиска с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом. На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.
Поршни
Форма и конструкция поршня, включая днище поршня и отверстие под поршневой палец, в значительной степени определяются формой камеры сгорания.
Устройство шатуна
Шатун необходим для соединения поршня с коленчатым валом и передачи усилия от поршня к коленчатому валу
Поршень состоит из головки поршня и направляющей части — юбки поршня. С внутренней стороны имеются приливы — бобышки с гладкими отверстиями под поршневой палец. Для фиксации пальца в отверстиях проточены канавки под стопорные кольца. В зоне выхода отверстий на внешних стенках юбки выполняются местные углубления, где стенки юбки не соприкасаются со стенками цилиндров. Таким образом получаются так называемые холодильники. Для снижения температуры нагрева направляющей поршня в карбюраторных двигателях головку поршня отделяют две поперечные симметричные прорези, которые препятствуют отводу теплоты от днища.
Нагрев, а следовательно, и тепловое расширение поршня по высоте неравномерны. Поэтому поршни выполняют в виде конуса овального сечения. Головка поршня имеет диаметр меньше, чем направляющая. В быстроходных двигателях, особенно при применении коротких шатунов, скорость изменения боковой силы довольно значительна. Это приводит к удару поршня о цилиндр. Чтобы избежать стуков, при перекладке поршневые пальцы смещают на 1,4—1,6 мм в сторону действия максимальной боковой силы, что приводит к более плавной перекладке и снижению уровня шума.
Головка поршня состоит из днища и образующих ее стенок, в которых именно канавки под поршневые кольца. В нижней канавке находятся дренажные отверстия для отвода масла диаметром 2,5—3 мм. Днище головки является одной из стенок камеры сгорания и воспринимает давление газов, омывается открытым пламенем и горячими газами. Для увеличения прочности днища и повышения обшей жесткости головки се стенки выполняются с массивными ребрами. Днища поршней изготовляют плоскими, выпуклыми, вогнутыми и фигурными. Форма выбирается с учетом типа двигателя, камеры сгорания, процесса смесеобразования и технологии изготовления поршней.
Поршневые кольца
Поршневые кольца — элементы уплотнения поршневой группы, обеспечивающие герметичность рабочей полости цилиндра и отвод теплоты от головки поршня.
По назначению кольца подразделяются на:
Компрессионные кольца — препятствующие прорыву газов в картер и отводу теплоты в стенки цилиндра.
Маслосъемные кольца — обеспечивающие равномерное распределение масла по поверхности цилиндра и препятствующие проникновению масла в камеру сгорания.
Изготовляются кольца из специальною легированною чугуна или стали. Разрез кольца, называемый замком, может быть прямым, косым или ступенчатым. По форме и конструкции поршневые кольца дизелей делятся на трапециевидные, с конической поверхностью, и подрезом, маслосъемные, пружинящие с расширителем; поршневые кольца карбюраторных двигателей — на бочкообразные, с конической поверхностью со скосом, с подрезом; маслосьемные — с дренажными отверстиями и узкой перемычкой, составные предсталяют собой два стальных лиска (осевой и радиальный расширители).
Составное маслосъемное поршневое кольцо (а) и его установка в головке поршня двигателя: 1 — дискообразное кольцо; 2 — осевой расширитель; 3 — радиальный расширитель; 4— замок кольца; 5 — компрессионные кольца; 6 — поршень; 7 — отверстие в канавке маслосъемного кольца.
Для повышения износостойкости первого компрессионного кольца, работающего и условиях высоких температур и граничного трения, его поверхность покрывают пористым хромом. Устанавливая на поршень поршневые кольца, необходимо следить за тем, чтобы замки соседних колец были смещены один относительно другого на некоторый угол (90 —180 градусов).
Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение шатуна с поршнем. Поршневые пальцы изготовляют из малоуглеродистых сталей. Рабочую поверхность тщательно обрабатывают и шлифуют. Для уменьшения массы палец выполняют пустотелым.
Установка поршневого пальца
Шатун шарнирно соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала. Он воспринимает от поршня и передает коленчатому валу усилие давления газов при рабочем ходе, обеспечивает перемещение поршней при совершении вспомогательных тактов. Шатун работает в условиях значительных нагрузок действующих по его продольной оси.
Шатун состоит из верхней головки, в которой имеется гладкое отверстие под подшипник поршневого пальца; стержня двутаврового сечения и нижней головки с разъемным отверстием для крепления с шатунной шейкой коленчатого вата. Крышка нижней головки крепится с помощью шатунных болтов. Шатун изготавливают методом гарячей штамповки из высокочественной стали. Для более подробного изучения создан раздел «
Устройство шатуна«.
Устройство шатуна
Для смазывания подшипника поршневого пальца (бронзовая втулка) в верхней головке шатуна имеются отверстие или прорези. В двигателях марки «ЯМЗ» подшипник смазывается под давлением, для чего в стержне шатуна имеется масляный канал. Плоскость разъема нижней головки шатуна может располагаться под различными углами к продольной оси шатуна. Наибольшее распространение получили шатуны с разъемом перпендикулярным к оси стержня, В двигателях марки «ЯМЗ» имеющим больший диаметр, чем диаметр цилиндра, pазмер нижней головки шатуна, выполнен косой разъем нижней головки, так как при прямом разъеме монтаж шатуна через цилиндр при сборке двигателя становится невозможным. Для подвода масла к стенкам цилиндра на нижней головке шатуна имеется отверстие. С целью уменьшения трения и изнашивания в нижние головки шатунов устанавливают подшипники скольжения, состоящие из двух взаимозаменяемых вкладышей (верхнего и нижнею).
Вкладыши изготовляются из стальной профилированной ленты толщиной 1,3—1,6 мм для карбюраторных двигателей и 2—3,6 мм для дизелей. На ленту наносят антифрикционный сплав толщиной 0,25—-0,4 мм — высокооловянистый алюминиевый сплав (для карбюраторных двигателей). На дизелях марки «КамАЗ» применяют трехслойные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой. Шатунные вкладыши устанавливаются в нижнюю головку шатуна с натягом 0,03—0,04 мм. От осевого смешения и провертывания вкладыши удерживаются в своих гнездах усиками, входящими в пазы, которые при сборке шатуна и крышки должны располагаться на одной стороне шатуна.
Устройство двигателя автомобиля не сложно для обучения, главное изучать материал последовательно и систематизированно.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. УстройствоКШМдвигателя
1.1 Подвижные детали КШМ
1.2 Неподвижные детали КШМ
2. Неисправности КШМ двигателя
2.1 Звуки неисправностей двигателя (стуки двигателя)
2.2 Признаки и причины неисправностей двигателя автомобиля
3.Капитальный ремонт двигателя автомобиля
Состав и устройство узлов КШМ — Студопедия
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
1. Назначение КШМ и принцип работы.
2. Состав и устройство узлов КШМ.
1. Назначение КШМ и принцип работы.
Определение: механическая передача передающая энергию с преобразованием видов движения.
В соответствие с общей классификацией машин и механизмов — кривошипно-ползунковый механизм (КПМ).
Назначение: КШМ служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала.
Принцип действия: четырехтактный поршневой двигатель состоит из цилиндра и картера, который снизу закрыт поддоном. Внутри цилиндра перемещается поршень с уплотнительными (компрессионными) кольцами. Поршень через поршневой палец и шатун связан с коленчатым валом, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Сверху цилиндр накрыт головкой с клапанами, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала. Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней и нижней мертвой точкой. Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком, имеющим форму диска с массивным ободом.
Состав и устройство узлов КШМ.
Состав: все детали КШМ делятся на подвижные (рис.1) и неподвижные (рис. 2). К неподвижным (детали остова двигателя )относятся: картер, блок цилиндров, головка блока цилиндров и соединяющие их детали (рис. 2, 3), к подвижным — поршень с пальцем и кольцами, шатун, коленчатый вал и маховик.
Блок цилиндров является основой двигателя. Большая часть навесного оборудования двигателя монтируется на блоке цилиндров.
По форме блока цилиндров ДВС классифицируют:
— рядный двигатель: цилиндры располагаются последовательно в одной плоскости; ось цилиндров вертикальна, под углом или горизонтальна ; число цилиндров — 2, 3, 4, 5, 6, 8;
— V-образный двигатель: цилиндры располагаются в двух плоскостях с образованием конструкции V — образной формы; угол развала — от 30° до 90°; число цилиндров 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 24;
— VR-образный двигатель: рядно-смещенное расположение цилиндров в шахматном порядке с углом развала 15°. Очень узкие V-образные двигатели такого типа долгое время делала итальянская фирма “Lancia”, и ее опыт используется концерном “Volkswagen”;
— W-образный двигатель: два рядно-смещенных блока VR, объединенных в V-образную конфигурацию с углом развала 72 °С. W8-Volkswagen Passat, W12- VW Phaeton и Audi A8, W16-Bugatti EB 16.4 Veyron;
— оппозитный двигатель: противолежащие друг другу цилиндры располагаются горизонтально, число цилиндров — 2,4,6. Subaru обозначает свои оппозитные двигатели индексом «B» (Boxer), добавляя к нему цифру «4» или «6», в зависимости от числа цилиндров.
Нумерация цилиндров начинается от носка коленвала, а при двух-, и четырехрядном расположении цилиндров — слева, если смотреть со стороны носка коленвала ( за исключением «РЕНО»). Направление вращения коленвала — правое, то есть по часовой стрелке, если смотреть с носка коленвала (за исключением Honda, Mitsubishi).
В конструкцию блока входят гильзы цилиндров, рубашка охлаждения и герметизированные масляные полости и каналы. Во внутренних полостях блока циркулирует жидкость системы охлаждения, там же проходят и масляные каналы системы смазки двигателя. Блок имеет монтажные и опорные поверхности для установки вспомогательных устройств.
Картер служит опорой для подшипников, на которых вращается коленчатый вал. Обычно выполняется заодно с блоком цилиндров. Такая конструкция называется блок-картер. Снизу картер закрывается поддоном, в котором обычно хранится запас масла.
Чаще картер и блок цилиндров отливают как одно целое. Если картер изготовляют отдельно, то к нему крепят или отдельные цилиндры, или блок цилиндров. Блок-картер современного поршневого двигателя — это наиболее сложная и дорогая деталь. Он обладает большой жесткостью. В зависимости от восприятия нагрузки различают силовые схемы с несущими цилиндрами, с несущим блоком цилиндров, с несущими силовыми шпильками.
В первой схеме под действием сил давления газов стенки цилиндров и рубашки охлаждения испытывают напряжение разрыва. Во второй схеме, получившей наибольшее распространение, нагрузки воспринимаются стенками цилиндров и рубашки охлаждения, поперечными перегородками картера. В этой схеме часто используют сменные гильзы «мокрые» или «сухие» (рис. 3).
Рис. 1. Подвижные детали КШМ
Рис. 2. Неподвижные детали ДВС
В этом случае основную нагрузку несут стенки рубашки охлаждения. Конструкция в целом оказывается менее жесткой. В третьей схеме растягивающие нагрузки воспринимаются силовыми шпильками, а цилиндр (или блок цилиндров) оказывается сжатым.
Рис. 3. Гильза цилиндров (а) и схемы посадки мокрой (б) и сухой (в) гильз
При работе силы давления газов, растягивая шпильки, разгружают цилиндр. Блок-картер служит базовой деталью, на нем размещаются все навесные агрегаты, механизмы и системы двигателя. Блок- картер воспринимает все силы, развивающиеся в работающем двигателе, отдельные его элементы подвергаются значительному местному нагреву, он подвержен действию колебаний, а те его элементы, которые сопрягаются с подвижными деталями двигателя, в процессе эксплуатации сильно изнашиваются.
При длительной работе блок-картер коробится из-за деформаций, действия силовых и тепловых нагрузок и структурных изменений в материале. Как следствие, теряются параллельность осей цилиндров, перпендикулярность осей цилиндров к оси коленчатого вала, возникают другие нарушения макрогеометрии блока картера, что весьма нежелательно из-за увеличения трения, износа и даже выхода из строя всего двигателя.
Головка цилиндра (рис. 4) обеспечивает герметизацию верхней части цилиндра. Совместно с днищами поршней, образует камеру сгорания. Обычно устанавливается одна головка для всех цилиндров рядного и VR-образного, или две — для V, W и оппозитного двигателя. Она крепится к блоку цилиндров и, при работе составляет с ним единое целое. Уплотнение стыка обеспечивается прокладкой.
На большинстве ДВС в головке размещается привод клапанов, сами клапаны, свечи зажигания или накаливания, форсунки. Так же, как и в блоке цилиндров — имеются жидкостные и масляные каналы и полости.
Головки цилиндров подвержены действию максимальных сил давления газов, контактируют с нагретыми газами.
Рис. 4. Головка блока цилиндров: а) вид сверху, б) вид снизу
Для изготовления блок-картеров и головок цилиндров используют серые или легированные чугуны марок СЧ 15-32, СЧ 21-40 и алюминиевые сплавы. Чугуны содержат около 3-4% углерода, легирующие элементы (марганец, хром, никель, титан, медь, молибден), примеси серы и фосфора, кремний. Твердость чугунов составляет 230-250 по Бринеллю. Для сведения к минимуму в процессе эксплуатации деформации блока применяют операцию искусственного старения отливок перед механической обработкой.
Стенки блока цилиндров при работе двигателя испытывают циклические напряжения изгиба. Обычно стремятся уменьшить амплитудные значения напряжения, что достигается путем оребрения поперечных стенок. Чтобы снизить упругие остаточные деформации постелей коренных подшипников коленчатого вала, обеспечить их соосность и улучшить работу кривошипно-шатунного механизма, часто вводят силовые связи между крышками коренных опор и стенками блока.
Очень важно при сборке, изготовлении или ремонте снизить так называемые монтажные деформации гильзы в сборе с блоком. Повышенные монтажные деформации гильзы, как свидетельствует опыт эксплуатации дизелей Д-37Е, ЯМЗ-236 и др., приводят к повышенному трению и преждевременному износу гильзы. Равномерность деформаций достигается путем обеспечения примерного равенства деформаций участка блока при затяжке каждой шпильки, а их минимизация — путем увеличения жесткости гнезда, в котором размещается шпилька. Блоки цилиндров и гильзы двигателей с водяным охлаждением подвержены кавитационному износу.
Причиной возникновения кавитации стенок блока цилиндров и гильз являются интенсивные вибрации, возникающие при осуществлении рабочего процесса и ударах. Во избежание кавитационных износов в блоке цилиндров размещают антикавитационную защиту (например, в двигателе ЯМЗ), представляющую собой специальное антикавитационное плоское резиновое кольцо, устанавливаемое с натягом на гильзе и попадающее вместе с гильзой при сборке в выточку в блоке и гильзе. Как правило, при демонтаже узел разрушается, поэтому в эксплуатации при переборках его нужно заменять новым. Равномерного распределения нагрузок добиваются также во всех элементах головки блока цилиндров.
Особое внимание уделяют совершенствованию технологии литья головок и блоков цилиндров, чтобы снизить нарушение размеров отливок, избежать отбеливания чугуна, обеспечить точность и стабильность литья. Должным образом доведенная конструкция блока цилиндров и головки обеспечивает наработку 8000 моточасов и более.
Важный элемент конструкции — прокладка головки блока цилиндров, обеспечивающая плотное соединение головки и блока цилиндров и препятствующая прорыву газов из камеры сгорания при работе двигателя. Прокладки делают цельнометаллическими из меди или алюминия, тонкого стального листа (набора тонких листов), а также из листов графитизированного асбестового картона, положенных на стальную сетку.
Металлические прокладки используют в дизелях с жесткими блоками и головками и при большой силе затяжки шпилек. Асбестовые прокладки применяют в карбюраторных двигателях, а также в дизелях. Шпильки, которыми притягивают головки и прокладку к блоку цилиндров, изготовляют из углеродистых и легированных сталей. Нижняя часть картера (поддон) в двигателях не является несущей. Ее отливают из алюминиевого сплава или штампуют из тонкого стального листа. Поддон обычно служит ванной для масла, в нем размещают маслоприемные устройства, успокоители против разбрызгивания. Устанавливают его на прокладках для предотвращения вытекания масла.
Шпильки подвергают расчетам на прочность на знакопеременные нагрузки. Оценки напряжений в элементах головок и блоков цилиндров по формулам сопротивления материалов носят условный характер. Лишь в последние годы, после того как был развит метод конечных элементов, стала возможной постановка задачи о расчетах на прочность таких сложных по конфигурации деталей, как блок цилиндров и головка. Расчеты эти требуют применения мощных вычислительных машин. Традиционно заводы-изготовители много времени и сил затрачивают на экспериментальное определение характеристик надежности, вибрационной стойкости деталей остова.
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм осуществляет основной рабочий процесс двигателя – преобразование энергии движения поршней во вращение коленчатого вала, которое в дальнейшем передается на ведущую ось автомобиля.
Двигатель
Назначение кривошипно-шатунного механизма
В блоках цилиндров рядных двигателей поршни перемещаются вверх и вниз, а в оппозитных, к примеру, в противоположные стороны в горизонтальной плоскости, но общая суть их движения не меняется – на языке физики оно называется возвратно-поступательным. Чтобы это движение преобразовалось во вращение колес, в двигателях внутреннего сгорания, вне зависимости от типа, используется особый механизм, построенный на применении кривошипа – то есть особого рычага, части коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм есть в двигателе внутреннего сгорания и швейной машинке Зингера
История создания кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм был придуман задолго до появления первых автомобилей. Он использовался еще в восемнадцатом веке в конструкции штамповочных прессов, швейных машинок, приводов колесной пары паровозов и многих других механизмов.
Вопрос преобразования энергии движущихся поршней во вращение колес стоял с самого момента появления двигателя внутреннего сгорания. По аналогии с существовавшими уже паровыми двигателями, инженеры, занимавшиеся его конструированием, решили применить для этих целей кривошипно-шатунный механизм. В современных поршневых двигателях модернизировано очень многое, но КШМ по-прежнему актуален и остается единственно возможной конструкцией.
Устройство кривошипно – шатунного механизма двигателя
Практически все механические части двигателя представляют из себя одновременно части кривошипно-шатунного механизма. К нему относятся блок цилиндров, картер и головка блока цилиндров, шатунно-поршневая группа, коленчатый вал и маховик.
Коленчатый вал
Коленчатый вал представляет собой деталь со сложной конфигурацией. Помимо опорных шеек, позволяющих ему крепко держаться в блоке, коленчатый вал имеет столько кривошипов или, как их называют, колен, сколько цилиндров конструктивно заложено в блоке двигателя.
Кривошип
К каждому колену или кривошипу посредством сложной системы деталей крепится шатун поршня.
Кривошип отстоит от оси коренных шеек на определенный радиус, называемый радиусом кривошипа. От этого параметра зависит ход поршня.
В зависимости от конструкции блока цилиндров двигателя одно колено может служить основанием для крепления одного или более шатунов. Если двигатель рядный, к одному кривошипу крепится один шатун, если V-образный, то два шатуна. Этим, кстати, объясняется относительная компактность блоков цилиндров V-образных двигателей.
Колено и кривошип — одно и то же. Колено дало название коленвалу, а кривошип — кривошипно-шатунному механизму
Шатун
Шатун представляет собой деталь двутаврового сечения, имеющую верхнюю и нижнюю «головки». В верхней «головке» шатуна помещается поршневой палец, посредством которого шатун соединяется с поршнем. Нижняя «головка» шатуна выполнена разъемной, для того, чтобы ее можно было соединить с шатунной шейкой коленчатого вала с помощью шатунных крышек.
Поршень
Поршень представляет собой цилиндрическую деталь, выполненную из алюминиевого сплава, с отверстием под поршневой палец для соединения с шатуном. Поршень надевается на шатун, как стакан, донышком вверх, и закрепляется при помощи пальца.
Принцип действия кривошипно-шатунного механизма
Поступившая в цилиндр двигателя топливная смесь, при подходе поршня к верхней мертвой точке (крайнее верхнее положение поршня в цилиндре), поджигается посредством свечи зажигания или самовоспламеняется от давления, и расширяющиеся под газы, образовавшиеся после сгорания смеси, начинают толкать поршень по стенкам цилиндра к нижней мертвой точке.
Так как поршень соединен с шатуном, он передает на него свое усилие и, подходя к нижней мертвой точке (крайнее нижнее положение поршня в цилиндре), шатун, за счет полного оборота кривошипа, к которому он прикреплен, приводит во вращательное движение коленчатый вал.
Вал, в свою очередь, через элементы трансмиссии передает крутящий момент на ведущие колеса автомобиля, приводя его в движение.
В чем заключается работа шатунно кривошипного механизма. Назначение, устройство, принцип работы кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) в двигателях внутреннего сгорания отвечает за преобразование возвратно-поступательных движений поршня во вращательное движение коленчатого вала. Параллельно с этим вращательное движение коленвала преобразуется в обратное возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах двигателя.
Как работает КШМ
Кривошипно-шатунный механизм принимает на себя давление расширяющихся газов, которое возникает в результате сгорания порции топливно-воздушной смеси в герметично закрытой камере сгорания. Другими словами, КШМ преобразует тепловую энергию сгорания топлива в механическую работу коленчатого вала.
Энергия сгоревшего топлива в передается в виде давления на подвижные поршни, которые совершают возвратно-поступательные движения в специальных неподвижных втулках (гильзах). Указанные гильзы выполнены в блоке цилиндров. Поршень соединен с коленчатым валом двигателя при помощи шатуна. Через шатун полученное усилие от поршня передается на коленчатый вал, который в итоге формирует крутящий момент двигателя внутреннего сгорания.
Детали кривошипно-шатунного механизма ДВС
Конструктивно КШМ состоит из подвижных и неподвижных деталей. Базовыми неподвижными элементами конструкции являются:
блок цилиндров;
головка блока цилиндров;
картер и поддон картера двигателя;
В списке основных подвижных элементов находятся:
поршень;
поршневые кольца;
поршневой палец;
шатун;
коленчатый вал;
Блок цилиндров и ГБЦ
) и головка блока цилиндров () являются основой всего двигателя внутреннего сгорания. Указанные элементы отливают из чугуна или алюминиевых сплавов. Цилиндр в блоке является направляющей поршня.
Блок цилиндров имеет каналы для подачи охлаждающей жидкости (), в нем выполнены постели для установки подшипников коленчатого вала, на блок цилиндров крепится дополнительное оборудование.
Головка блока цилиндра является местом расположения камеры сгорания, в ГБЦ бензиновых двигателей выполнены свечные колодцы с резьбой для установки свечей зажигания.
Также в головке блока имеются каналы для впуска топливно-воздушной смеси и выпуска отработавших газов. Блок цилиндров и головка блока цилиндров соединяются при помощи прокладки головки блока, благодаря чему достигается герметичность соединения.
Энергия образующихся и расширяющихся в результате сгорания топлива газов создает давление на . Материалом изготовления поршней двигателя внутреннего сгорания являются алюминиевые сплавы. Поршень конструктивно имеет головку и юбку. Головки поршней бывают плоскими, вогнутыми или выпуклыми, то есть могут иметь различную форму. Также в головке поршня может быть выполнена камера сгорания, что характерно для дизельных моторов. Головка поршня имеет специальные прорези, в которые устанавливаются поршневые кольца.
Сегодня в конструкции предусмотрено использование поршневых колец двух типов: компрессионные и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца устанавливаются для создания уплотнения зазора между стенкой ци
кривошипно-шатунный механизм
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
Автор Алексей Вяльцев
кривошипно-шатунный механизм
четырехцилиндрового рядного двигателя
(Нажмите на «s», чтобы увидеть подсказку)
служит:
для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала;
кшм преобразует тепловую энергию раскаленных газов, образовавшихся в цилиндре двигателя при сгорании топлива в механическую энергию.
назначение
служит:
для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала; .
кшм преобразует тепловую энергию раскаленных газов, образовавшихся в цилиндре двигателя при сгорании топлива в механическую энергию.
работа КШМ
КШМ в действии
УСТРОЙСТВО
цилиндры
поршни
поршневые кольца
поршневые пальцы
шатуны
вкладыши
коленатый вал
маховик
ЦИЛИНДР
служит:
направляющей для движения поршня
может быть изготовлен в расточке блока или в виде отдельных вставных гильз. .
в расточке блока выполняются цилиндры только бензиновых двигателей
это в значительной степени снижает ремонтопригодность двигателя в целом
в отдельных случаях применяется частицное гильзование цилиндров в верхней части
применение гильз в значительной степени повышает ресурс двигателя, так как цилиндры становятся отъёмными, что позволяет замеить их при достижении предельного состояния
различают сухие и мокрые гильзы
сухие гильзы запресовываются в расточке блока, их наружняя поверхность не омывается охлаждающей жидкостью.
мокрые гильзы наружной поверхностью омываются охлаждающей жидкостью.
установка мокрых гильз
под верхний упорный буртик устанавливается медное уплотнительное кольцо, оно дает возвышение гильзы над поверхностью блока,
в нижней части гильзы выполнены кольцевые проточки для установки резиновых уплотнительных колец.
на некоторых моделях двигателей применяется только медное уплотнительное кольцо
ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЦИЛИНДРА
считается что цилиндр достиг предельного состояния, если его выработка достигла 0,02 мм на элипсность или конусность.
в этой ситуации необходимо растоцить цилиндры под следующий ремонтный размер, а поршни и кольца заменить.
если следующего ремонтного размера нет, то гильзы заменяют на новые.
такой способ восстановления называют метод ремонтных размеров.
ПОРШЕНЬ
служит:
ДЛЯ ВОСПРИЯТИЯ ДАВЛЕНИЯ РАСШИРЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ
является наиболее напряженной в тепловом отношении деталью двигателя .
поршни изготавливаются из алюминиевых сплавов
или, что реже, из чугуна
в отдельных случаях применяется поршни изготовленные из титана
поршень может быть цельным или с отъёмной головкой
составной поршень более дорогой, но при достижении предельного состояния требует замены только головка поршня.
установка поршней
перед установкой поршни следует взвешивать и приводить к единой массе, путем снятия части металла с бобышек.
ПОРШЕНЬ СОСТОИТ ИЗ ТРЕХ ЧАСТЕЙ
РАССМОТРИМ ЕГО СВЕРХУ ВНИЗ
верхняя часть называется ДНИЩЕ
ниже располагается зона поршневых колец
это уплотняющая часть поршня, её называют ГОЛОВКА
далее, ниже поршневых колец располагается направляющая часть поршня,
её называют ЮБКА
ПОРШЕНЬ
днище поршня может быть плоским или фасонным .
головкой называется часть поршня от днища до нижней кромки нижнего поршневого кольца
в случае установки двух маслосъёмных колец, нижняя канавка в расчёт не принимается.
юбкой называется направляющая часть поршня, расположенная ниже кромки нижнего поршневого кольца
в юбке могут располагаться компенсационные инварные вставки
во внутренней части юбки располагаются специальные приливы — бобышки.
в бобышках растачиваются отверстия под установку поршневого пальца, в отверстиях делаются кольцевые проточки под установку пружинных стопорных колец.
поршневые кольца
в зависимости от назначения бывают двух видов:
компрессионные кольца
различаются по форме поперечного сечения.
в качестве верхнего поршневого кольца нередко используется кольцо с противоизносной вставкой
она делается из пористого хрома или молибдена. Это чрезвычайно прочные металлы, которые не истираются о стенки цилиндров. Благодаря пористости они сорбируют в себя масло, поэтому скользят по стенкам и не истирают цилиндр
В целом применение такого кольца увеличивает срок службы цилиндропоршневой группы вдвое.
в качестве нижнего поршневого кольца может использоваться навитая на ребро стальная проволока.
такая «мочалка» тоже хорошо сорбирует в себя масло, и снижает износ цилиндропоршневой группы.
разрез кольца называется замком.
при установке колец замки следует располагать в строгом соответствии с рекомендациями завода изготовителя.
наружняя и внутренняя поверхности обрабатываются с высокой чистотой и закаливаются токами высокой частоты.
ШАТУН
служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращительное движение коленчатого вала.
в процессе работы шатун совершает сложное движение:
верхняя головка вместе с поршнем движется прямолинейно, а нижняя коловка вместе с шатунной шейкой коленвала вращается.
в конструкции шатуна различают три части:
верхняя головка
стержень
нижняя головка
в стержне шатуна выполнено сковозное сверление, соединяющее верхнюю и нижнюю головки. По нему передается масло для смазывания поршневого пальца.
представляет собой многослойный подшипник, состояший из двух частей.
различают коренные и шатунные вкладыши.
коленчатый вал
воспринимает усилие, передаваемое шатунами от поршней и преобразует его в крутящий момент.
коленвал состоит из коренных и шатунных шеек, соединяемых между собой щеками с противовесами или без них.
в передней части расположен носок коленчатого вала.
на нём закрепляются распределительные шестерни, шкивы, маслоотражательные кольца.
в задней части расположен вланец крепления маховика
шейки коленчатого вала выполняются полыми, в них при вращении коленвала происходит центробежная очистка масла.
перед установкой коленвал в сборе с маховиком подвергаются статической и динамической балансировке.
маховик
выравнивает неравномерность скорости вращения коленчатого вала, а также выводит поршни из мертвых точек..
маховик состоит из обода и ступицы.
обод выполняется более массивным, для увеличения махового момента.
на обод напресовывается зубчатый венец, для привода маховика от электростартера.
для точной установки маховика используются центровочные пальцы
перед установкой коленвал в сборе с маховиком подвергаются статической и динамической балансировке.
принцип действия КШМ.
Прямая схема (рабочий ход): Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.
Обратная схема (впуск, сжатие, выпуск): Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента (от маховика) совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразуется в поступательное движение поршня.
техническое обслуживание КШМ.
существует ежесменное, периодическое и сезонное обслуживание.
ежесменное техническое обслуживание заключается в контроле за работой двигателя. При обнаружение посторонних шумов и стуков двигатель должен быть остановлен для диагностики.
не ждите пока хороший стук наружу вылезет.
Периодическое обслуживание проводится при ТО-1.
оно включает в себя две операции:
1. На холодном двигателе замеряется компрессия.
2. Прогретый двигатель прослушивают при помощи стетоскопа.
При сезонном обслуживании проводят очистку деталей цилиндропоршневой группы от нагара.
при удовлетворительной работе двигателя проведение этой операции необязательно.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
1) Падение компрессии.
1) закоксовывание или поломка компрессионных колец.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
1) Падение компрессии.
2) чрезмерный износ деталей цилиндропоршневой группы.
если компрессия не возросла, произвести разборку двигателя, заменить компрессионные кольца. Цилиндры расточить под следующий ремонтный размер, поршни и кольца заменить.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
2) Увеличение компрессии.
Чрезмерный износ или поломка маслосъемных колец.
Замена изношенных деталей.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
3) Детонационное сгорание или преждевременные вспышки топлива.
1) Повышенное нагароотложение на стенках цилиндра и поршнях. 2) кавитационный износ поршней и цилиндров.
1)Очистить детали цилиндропоршневой группы от нагара. 2)Замена поврежденных деталей.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
4) Падение мощности двигателя или двигатель не развивает обороты.
Чрезмерный износ деталей цилиндропоршневой группы
Замена изношенных деталей. Или применить метод ремонтных размеров.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
Если шейки коленчатого вала достигли предельного состояния -применить метод ремонтных размеров: шейки коленчатого вала расточить, вкладыши заменить. Если нет то только заменить вкладыши.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
6) Утечка охлаждающей жидкости в картер.
Разрушение резиновых уплотнений на гильзах.
Разрушение прокладки головки блока цилиндров.
Замена изношенных деталей.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
7) Прорыв газов между блоком и головкой цилиндров.
Замена изношенных деталей. При повреждении шлифованных поверхностей блока или головки восстановить плоскость разъёма шлифовкой.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
8) Прорыв газов в картер.
Чрезмерный износ поршневых колец.
Замена изношенных деталей.
основные неисправности КШМ и способы их устранения.
неисправность
причина
способ устранения
9) Повышенный расход масла.
Разбиты канавки поршневых колец.
Подобрать кольца соответствующего размера, либо заменить поршни с кольцами.
Автор Алексей Вяльцев
Загрузить средство обнаружения Intel® Converged Security and Management Engine (Intel® CSME)
Условия лицензионного соглашения на программное обеспечение, прилагаемые к любому
Программное обеспечение, которое вы загружаете, будет контролировать использование вами программного обеспечения.
ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОГЛАШЕНИЕ НА ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ INTEL
ВАЖНО — ПРОЧИТАЙТЕ ПЕРЕД КОПИРОВАНИЕМ, УСТАНОВКОЙ ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ.
Не используйте и не загружайте это программное обеспечение и любые связанные с ним материалы (в совокупности
«Программное обеспечение»), пока вы внимательно не прочитаете следующие положения и условия
.Загружая или используя Программное обеспечение, вы соглашаетесь с условиями настоящего Соглашения
. Если вы не хотите с этим соглашаться, не устанавливайте и не используйте Программное обеспечение.
ЛИЦЕНЗИИ: Обратите внимание:
— Если вы являетесь сетевым администратором, к вам применяется приведенная ниже «Лицензия сайта»
.
— Если вы являетесь конечным пользователем, к вам применяется «Лицензия на одного пользователя».
— Если вы являетесь производителем оригинального оборудования (OEM), к вам применяется «OEM-лицензия»
.
ЛИЦЕНЗИЯ НА САЙТ. Вы можете скопировать Программное обеспечение на компьютеры вашей организации
для использования вашей организацией, и вы можете сделать разумное количество
резервных копий Программного обеспечения, при соблюдении следующих условий:
1. Это Программное обеспечение лицензировано только для использования в сочетании с компонентными продуктами Intel
. Использование Программного обеспечения в сочетании с компонентами, не относящимися к Intel
, по настоящему Соглашению не лицензируется.
2.Вы не можете копировать, изменять, сдавать в аренду, продавать, распространять или передавать любую часть
Программного обеспечения, за исключением случаев, предусмотренных в настоящем Соглашении, и вы соглашаетесь с
предотвращать несанкционированное копирование Программного обеспечения.
3. Вы не имеете права подвергать реконструкцию, декомпилировать или дизассемблировать Программное обеспечение.
4. Вы не можете сублицензировать или разрешать одновременное использование Программного обеспечения
более чем одним пользователем.
5. Программное обеспечение может включать части, предлагаемые на условиях в дополнение к
, изложенным здесь, как указано в лицензии, сопровождающей эти части.
ЛИЦЕНЗИЯ ДЛЯ ОДНОГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. Вы можете скопировать Программное обеспечение на один компьютер для
вашего личного некоммерческого использования, а также можете сделать одну резервную копию Программного обеспечения
при соблюдении следующих условий:
1. Это Программное обеспечение лицензировано для использования только в в сочетании с компонентами Intel
. Использование Программного обеспечения в сочетании с компонентами, не относящимися к Intel
, по настоящему Соглашению не лицензируется.
2. Вы не можете копировать, изменять, сдавать в аренду, продавать, распространять или передавать какую-либо часть
Программного обеспечения, за исключением случаев, предусмотренных настоящим Соглашением, и вы соглашаетесь с
предотвращать несанкционированное копирование Программного обеспечения.
3. Вы не имеете права подвергать реконструкцию, декомпилировать или дизассемблировать Программное обеспечение.
4. Вы не можете сублицензировать или разрешать одновременное использование Программного обеспечения
более чем одним пользователем.
5. Программное обеспечение может включать части, предлагаемые на условиях в дополнение к
, изложенным здесь, как указано в лицензии, сопровождающей эти части.
OEM-ЛИЦЕНЗИЯ: Вы можете воспроизводить и распространять Программное обеспечение только как неотъемлемую часть
, включенную в Ваш продукт, или как отдельное обновление программного обеспечения
для обслуживания существующих конечных пользователей Ваших продуктов,
, за исключением любых других автономных продуктов, при соблюдении этих условий:
1.Это Программное обеспечение лицензировано для использования только вместе с компонентными продуктами Intel
. Использование Программного обеспечения в сочетании с компонентами, не относящимися к Intel
, по настоящему Соглашению не лицензируется.
2. Вы не можете копировать, изменять, сдавать в аренду, продавать, распространять или передавать какую-либо часть
Программного обеспечения, за исключением случаев, предусмотренных настоящим Соглашением, и вы соглашаетесь с
предотвращать несанкционированное копирование Программного обеспечения.
3. Вы не имеете права подвергать реконструкцию, декомпилировать или дизассемблировать Программное обеспечение.
4. Вы можете распространять Программное обеспечение своим клиентам только в соответствии с письменным лицензионным соглашением
. Такое лицензионное соглашение может быть лицензионным соглашением «сломать печать
«. Как минимум такая лицензия должна защищать
права собственности Intel на Программное обеспечение.
5. Программное обеспечение может включать части, предлагаемые на условиях в дополнение к
, изложенным здесь, как указано в лицензии, сопровождающей эти части.
ОТСУТСТВИЕ ДРУГИХ ПРАВ. Intel не предоставляет вам никаких прав или лицензий, прямо
или косвенно, в отношении какой-либо частной информации или патентов,
авторских прав, маскировки, торговой марки, коммерческой тайны или другой интеллектуальной собственности
права, принадлежащие или контролируемые Intel, за исключением случаев, прямо предусмотренных в данном Соглашении
.
ВЛАДЕНИЕ НА ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И АВТОРСКИЕ ПРАВА. Право собственности на все копии Программного обеспечения
остается за Intel или ее поставщиками.Программное обеспечение защищено авторским правом и
защищено законами США и других стран, а также положениями международных договоров
. Вы не можете удалять какие-либо уведомления об авторских правах
из Программного обеспечения. Intel может вносить изменения в Программное обеспечение или в элементы
, упомянутые в нем, в любое время без предварительного уведомления, но не обязана поддерживать или обновлять Программное обеспечение
. За исключением случаев, когда явно указано иное, Intel
не предоставляет никаких явных или подразумеваемых прав на патенты Intel, авторские права, товарные знаки
или другие права интеллектуальной собственности.Вы можете передавать Программное обеспечение
только в том случае, если получатель соглашается полностью соблюдать эти условия и если
вы не сохраняете никаких копий Программного обеспечения.
ОГРАНИЧЕННАЯ ГАРАНТИЯ НА МЕДИА. Если Программное обеспечение было доставлено Intel на физическом носителе
, Intel гарантирует, что этот носитель не будет иметь существенных физических дефектов
в течение девяноста дней после доставки Intel. Если обнаружен такой дефект
, верните носитель в Intel для замены или альтернативной доставки
Программного обеспечения по выбору Intel.
ИСКЛЮЧЕНИЕ ДРУГИХ ГАРАНТИЙ. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ ГАРАНТИЙ
ВКЛЮЧАЯ ГАРАНТИИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ, ОТСУТСТВИЯ ПРОДАЖИ ИЛИ ПРИГОДНОСТИ
ДЛЯ ПРОДАЖИ. Intel не гарантирует и не принимает на себя ответственность за точность или полноту
любой информации, текста, графики, ссылок или других элементов
, содержащихся в Программном обеспечении.
ОГРАНИЧЕНИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ INTEL ИЛИ ЕЕ ПОСТАВЩИКИ НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
ЗА ЛЮБЫЕ УБЫТКИ (ВКЛЮЧАЯ, БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ, ПОТЕРЯНУЮ ПРИБЫЛЬ, ПЕРЕРЫВ БИЗНЕСА
ИЛИ УТЕРНУЮ ИНФОРМАЦИЮ), ВОЗНИКАЮЩИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЛИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕСЛИ INTEL БЫЛА СООБЩЕНА О ВОЗМОЖНОСТИ ТАКИХ УБЫТКОВ
. В НЕКОТОРЫХ ЮРИСДИКЦИЯХ ЗАПРЕЩАЕТСЯ ИСКЛЮЧЕНИЕ ИЛИ
ОГРАНИЧЕНИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ПОДРАЗУМЕВАЕМЫЕ ГАРАНТИИ ИЛИ КОСВЕННЫЙ ИЛИ СЛУЧАЙНЫЙ УЩЕРБ
, ПОЭТОМУ ВЫШЕЕ ОГРАНИЧЕНИЕ МОЖЕТ К ВАМ НЕ ОТНОСИТЬСЯ.ВЫ ТАКЖЕ МОЖЕТЕ ИМЕТЬ
ДРУГИЕ ЮРИДИЧЕСКИЕ ПРАВА, КОТОРЫЕ РАЗЛИЧАЮТСЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЮРИСДИКЦИИ.
ПРЕКРАЩЕНИЕ ДАННОГО СОГЛАШЕНИЯ. Intel может расторгнуть настоящее Соглашение в любое время
, если вы нарушите его условия. После прекращения действия вы немедленно уничтожите Программное обеспечение
или вернете все копии Программного обеспечения Intel.
ПРИМЕНИМЫЕ ЗАКОНЫ. Претензии, возникающие по настоящему Соглашению, регулируются законами
Калифорнии, за исключением его принципов коллизионного права и Конвенции Организации Объединенных Наций
о договорах купли-продажи товаров.Вы не можете
экспортировать Программное обеспечение в нарушение применимых экспортных законов и правил.
Intel не несет обязательств по каким-либо другим соглашениям, если они не заключены в письменной форме
и подписаны уполномоченным представителем Intel.
ПРАВА, ОГРАНИЧЕННЫЕ ПРАВИТЕЛЬСТВОМ. Программное обеспечение предоставляется с «ОГРАНИЧЕННЫМИ ПРАВАМИ
». Использование, копирование или разглашение правительством подлежит ограничениям
, изложенным в FAR52.227-14 и DFAR252.227-7013 и след. или его преемник
. Использование Программного обеспечения правительством означает признание
прав собственности Intel на него. Подрядчик или производитель — Intel
2200 Mission College Blvd., Santa Clara, CA 95052.
.
Как управлять драйверами устройств с помощью командной строки — статьи TechNet — США (английский)
В этой теме как сделать. Пожалуйста, сохраняйте его как можно более ясным и простым. Избегайте спекулятивных дискуссий, а также углубляйтесь в основные механизмы или связанные технологии.
(что это за коробка?)
Вообще говоря, лучший инструмент для управления драйверами устройств — это «Диспетчер устройств».Это оснастка графического интерфейса для
Консоль управления Microsoft (MMC). Вы можете запустить его, запустив
devmgmt.msc. Но это не вариант в некоторых конкретных случаях, а именно:
Скрипты.
Windows Server установлен в варианте Server Core.
В этих случаях вам понадобится инструмент командной строки. Microsoft предоставляет два таких инструмента, которые различаются по своим возможностям и доступности.
Утилита Plug-and-Play (PnP) (PNPUtil.exe)
Основные характеристики:
Список драйверов — ПНПУТИЛ.EXE -e
Добавить драйвер.
Установить драйвер.
Удалить драйвер.
Плюсов:
Входит в комплект поставки всех текущих версий Windows.
Сложность синтаксиса средняя.
Минусы:
Не предоставляет расширенных функций, таких как:
Отключить устройство.
Выберите один конкретный драйвер для определенного устройства из списка совместимых драйверов, которые в настоящее время установлены в системе.
Наличие:
Дополнительная информация:
Подробное описание, полный список функций, синтаксис и примеры командной строки см. В официальной документации по адресу
PNPUTIL.
Консоль устройства (DevCon.exe)
Характеристики (также плюсы):
Все функции управления устройствами и драйверами, которые можно найти в Device Management MMC, включая расширенные функции, такие как:
Отключить устройство.
Выберите один конкретный драйвер для определенного устройства из списка совместимых драйверов, которые в настоящее время установлены в системе.
Минусы:
Нет в наличии.
Сложность синтаксиса высокая.
Наличие:
Дополнительная информация:
Подробное описание, полный список функций, синтаксис и примеры командной строки см. В официальной документации на DevCon.
Ссылки
,
DICE: Механизм составления идентификаторов устройств
DICE (ранее называвшееся RIoT) — это семейство аппаратных и программных технологий для аппаратной идентификации, аттестации и шифрования данных криптографических устройств.
Аппаратные требования
DICE крайне скромны: даже самые маленькие микроконтроллеры могут позволить себе поддержку DICE. Оборудование DICE сочетается с программным обеспечением, протоколами и услугами DICE, чтобы обеспечить исключительно крошечный и надежный аппаратный / программный корень доверия для базового управления.
DICE является отраслевым стандартом, и оборудование DICE доступно все большим числом поставщиков оборудования. DICE также поддерживается Azure IoT и является одним из основных источников доверия в центрах обработки данных Microsoft Azure.
Многие SOC содержат блоки предохранителей (или другую NV-память), которые можно использовать для хранения криптографических ключей для шифрования данных или идентификации устройства. Однако, если код, работающий на SoC, скомпрометирован, значение объединенного секретного ключа (в дальнейшем именуемое уникальным секретом устройства или UDS) может просочиться.Безопасное изменение ключей таких взломанных устройств может быть трудным или невозможным.
Производители SoC
иногда минимизируют риски взлома UDS, ограничивая среды выполнения, которые могут считывать значение предохранителя. Например, процессоры ARM, реализующие TrustZone ™, часто ограничивают доступ к банку предохранителей к надежным средам выполнения (TEE), работающим в безопасном мире. Это, безусловно, снижает риск компрометации, но современные TEE содержат от 10 до 100 тысяч строк кода, поэтому риски остаются.
DICE использует три метода для резкого ограничения количества кода, имеющего доступ к уникальному секрету устройства.Техники:
Блокировка включения питания
Аппаратное обеспечение
DICE должно включать механизм фиксации, который код ранней загрузки (или внутренний микрокод SoC) может использовать для отключения доступа для чтения к UDS перед передачей управления сложной прошивке. Как только секрет устройства скрыт, для восстановления доступа требуется перезагрузка платформы или выключение питания.
Защелки
могут значительно уменьшить поверхность атаки для компрометации ключа устройства, поскольку код ранней загрузки может быть очень простым, а код ранней загрузки может задействовать защелку защиты до того, как будут выполнены сложные функции.Вредоносное ПО, которое появляется позже при загрузке или во время выполнения, не может прочитать UDS, поскольку оно защищено аппаратной защелкой.
Односторонние криптографические функции
Защелку хранилища для защиты от чтения можно использовать для защиты UDS, но если загрузочный код просто создает копию UDS в ОЗУ, то компрометация более поздней прошивки все равно приведет к безотзывному раскрытию ключа.
Уловка для уменьшения этой опасности заключается в использовании криптографической односторонней функции для преобразования UDS.Затем, если более поздний код будет скомпрометирован, полученный ключ может быть раскрыт, но основной ключ UDS все еще безопасен.
Связывание производных ключей с идентификатором программного обеспечения
Последний фрагмент головоломки — преобразовать UDS с помощью криптографической функции получения одностороннего ключа, которая зависит от идентичности кода ранней загрузки, запущенного на устройстве.
Самая простая односторонняя функция:
CDI = HMAC (UDS, хэш (программа)) [1]
Где:
CDI — это идентификатор составного устройства : значение, которое зависит как от аппаратного обеспечения , так и от программного обеспечения, которое загрузило
UDS — это фиксируемый уникальный секрет устройства, хранящийся во предохранителях или другом доступном только для чтения хранилище
HMAC — хэш-функция с ключом
Хэш (программа) — это криптографический хеш кода, который начинает выполняться при включении или сбросе.
Причина привязки CDI-производной к коду, который загружается на устройстве, заключается в том, что обновление микропрограммы автоматически приводит к смене ключа устройства. Такое поведение очень похоже на проблемы безопасности, которые мы пытаемся решить. В частности:
1) Если злоумышленник может изменить код, который загружается на устройстве, с целью кражи ключей, атакующая программа (с другим хешем) получает другой ключ , чем авторизованная программа .
2) Если авторизованный код содержит уязвимость, которая приводит к компрометации CDI, то на устройстве необходимо изменить ключ. Функция создания CDI [1] гарантирует, что исправление уязвимой микропрограммы автоматически приведет к созданию нового CDI.
Поведение механизма DICE, определяемое уравнением [1], теперь является отраслевым стандартом.
Поведение DICE, определяемое уравнением [1], очень простое и может быть легко реализовано с помощью внутреннего микрокода SoC или прошивки устройства на основе ПЗУ.Однако, если используется этот простой алгоритм получения ключа, обновление микропрограммы приводит к получению нового полученного CDI-ключа, который не может быть связан со старым ключом. В некотором смысле это «функция», потому что потенциально скомпрометированный ключ был заменен. Однако, если предыдущий CDI использовался для идентификации устройства, то исправленное устройство больше не будет распознаваться, а если CDI использовался для шифрования данных, то данные больше не будут дешифроваться. То есть поведение DICE в [1] простое и надежное, но управляемость недостаточна.
Проблемы управляемости могут быть смягчены путем встраивания дополнительных механизмов управления / обновления в механизм DICE. К сожалению, дополнительная сложность увеличивает вероятность компрометации DICE-механизма, а различные сценарии требуют различных компромиссов между безопасностью и управляемостью.
Лучшее решение — разделить загрузочный код на «уровни», при этом нижние уровни оптимизированы для простоты, а верхние уровни добавляют более сложные функции управления. Например, нижний уровень DICE-Engine может использовать уравнение [1] для создания CDI; второй уровень DICE-Core , зависящий от устройства / сценария, может использовать CDI для создания дополнительных ключей и функций управления.См. Рисунок 1.
Рисунок 1: Простой интегрированный в SoC механизм DICE с более сложными функциями управления на уровне DICE Core.
Корпорация Майкрософт стандартизировала уровень ядра DICE с открытым исходным кодом, который обеспечивает безопасное и управляемое обновление устройств. См. Рисунок 2.
Этот слой DICE Core:
Получает пару ключей ECC, которая будет стабильной в течение всего срока службы устройства и никогда не раскрывается за пределами DICE Core. Это называется парой ключей DeviceID.
Получает вторую пару ключей, называемую ключом псевдонима, которая зависит от идентификатора следующего уровня . Новая пара ключей псевдонима создается, если прошивка основного устройства когда-либо обновляется
Создает сертификат для ключа псевдонима, используя закрытый ключ DeviceID. Сертификат также содержит информацию об аттестации, чтобы доверяющие стороны могли узнать, актуальна ли прошивка устройства
Создает запрос на подпись сертификата (для упрощения производственных процессов, когда устройство сертифицировано поставщиком)
Создает самозаверяющий сертификат DeviceID (для поддержки устройств, не сертифицированных производителем)
Сертификаты предназначены для использования в сеансах TLS, поддерживающих аутентификацию клиента TLS.
Более подробная информация содержится в отраслевом стандарте и в этом техническом документе.
Рисунок 2: Схема уровня ядра DICE, позволяющего контролировать обновления прошивки и дополнительные сертификаты для упрощения производства. Дескриптор безопасности микропрограммы определяет характеристики безопасности оставшейся микропрограммы устройства.
,
БМП-1 БМП фото видео данные | Россия Легкий бронетранспортер Российской армии UK
Главная
Свяжитесь с нами
Международные выставки обороны и безопасности 2020
Информация о файлах cookie
Контактная форма
Бизнес-подразделения
Air Recognition
Navy Recognition
Defense & Security Web TV
18 World Army Pictures
000
Secure Access
Новости
Global Defense & Security News
2020
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Январь
0003
февраля
марта
апреля
мая
июня
июля
августа
сентября
октября
ноября
декабря
ноября
0003 апреля
0003 апреля
0003 апреля0003
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2017
Январь
Февраль
Март
Июнь
0003 Апрель0003 Апрель000
августа
сентября
октября
ноября
декабря
2016
января
февраля
марта
апреля
мая
июня
июля
0003 сентября
000
Ноябрь
Декабрь
2015
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Май
Июнь
Июль
Август
Октябрь
0003 Сентябрь0003 Сентябрь0003
2014
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
декабря
000 Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2012
Март
0003 Апрель
0003 Апрель0003 Январь0003 Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2011
Январь
Февраль
Март
Апрель
0003 Июнь
0003 Июнь0003 JUIL let
август
Août
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
Ливийский конфликт
Армия США
Джуин
Янвье
Феврие
Британская армия
2010
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Октябрь
Сентябрь
Ноябрь
0003 Декабрь
0003 Сентябрь
Ноябрь
0003 декабря
2009
2008
2007
2006
2005
2004
События выставки «Оборона и безопасность»
Участники выставки MSPO 2020 Посетители
Новости MSPO 2020 Официальное шоу Daily
MSPO TV Official Pictures
Участники выставки DX Korea 2020 Посетители
Новости DX Korea 2020 Официальное шоу Ежедневно
Официальное веб-телевидение DX Korea 2020 TV — изображения
Новостное шоу Defexpo 2020 Ежедневно
Интернет-телевидение DefExpo 2020 — изображения
UMEX 2020 Экспоненты Информация для посетителей
Новости UMEX 2020 Официальное шоу Ежедневно
Официальное веб-телевидение UMEX 2020 TV — Фотографии
DSA NATSEC 2020 Информация для посетителей
DSA NATSEC 2020 Новости Официальное шоу Ежедневно
DSA NATSEC 2020 TV Официальное веб-телевидение — Фотографии
Eurosatory 2020 Информация для посетителей
Новости Eurosatory 2020 Официальная онлайн-газета
Eurosatory 2020 TV Веб-телевидение
Информация для посетителей участников KADEX 2020
Официальное веб-телевидение KADEX 2020 TV — Фотографии
Новости
KADEX Шоу Ежедневно 90 005
Defense & Security Exhibition 2019 архив новостей
GDA 2019 News Official Show Daily
GDA 2019 TV Web Television — Фотографии
ShieldAfrica 2019 Посетители Информация для участников
ShieldAfrica 2019 Официальные новости онлайн
ShieldAfrica 2019 Официальный веб-сайт Телевидение — Изображения — Видео