Кривошипно-шатунный механизм двигателя предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Этот механизм осуществляет передачу давления газов в цилиндре двигателя на его коленчатый вал и включает в свой состав поршневую группу, шатун и коленчатый вал. В поршневую группу входят поршень, поршневые кольца и палец. Шатун имеет на своих концах поршневую и кривошипную головки, соединенные стержнем шатуна.

Поршень управляет газораспределением в двухтактном двигателе, воспринимает и передает давление газов на поршневой палец, который служит для шарнирного сочленения поршня с шатуном и передачи усилия от поршня к шатуну. Поршневые кольца обеспечивают герметичность камеры сгорания, равномерное смазывание зеркала гильзы цилиндра и частично отводят к ней теплоту от поршня. Шатун совершает сложное движение, преобразуя возвратно-поступательное перемещение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Устройство кривошипно-шатунного механизма карбюраторных двигателей рассмотрим на примере двигателей УД-15, ДМ-1, МК-1, «1Z11 Гутброд» и дизелей — на примере 1Д90ТА.

Поршень двигателя УД-15 имеет вогнутое днище, что позволяет, в некоторой степени, придать камере сгорания форму, близкую к наивыгоднейшей — сферической. На поршне устанавливаются два компрессионных кольца и одно маслосъемное. Компрессионные кольца обеспечивают плотность изменяющегося внутрицилиндрового пространства, а маслосъемное — равномерное распределение масла по зеркалу цилиндра для обеспечения скольжения по нему поршня и компрессионных колец. Маслосъемное кольцо, кроме того, удаляет лишнее масло со стенок цилиндра, чтобы исключить повышенное нагарообразование в цилиндре и увеличение расхода масла. На двигателе УД-15 используется маслосъемное кольцо с расширителем (разжимными пружинами). Это кольцо состоит из двух плоских хромированных сегментов, осевого расширителя и радиального расширителя. Замки плоских сегментов размещаются под углом 180°, а канавка для установки кольца сообщается с внутренней полостью поршня отверстиями, через которые уходит избыток масла.

Поршневой палец — стальной пустотелый; имеет скользящую посадку в бронзовой втулке поршневой головки шатуна и плотную — в бобышках поршня. Фиксируется поршневой палец от осевого перемещения (в горячем состоянии) кольцевыми пружинами. Шатун  — стальной, штампованный, двутаврового сечения. Поршневая головка — цельная, в отличие от кривошипной головки шатуна, имеющей горизонтальный разъем. Сопряжение шатунной шейки коленчатого вала с кривошипной головкой выполняется на тонкостенных взаимозаменяемых биметаллических вкладышах, фиксируемых от смещения в головке шатуна штампованными замками. Коленчатый вал двигателя — стальной, цельноштампованный, с внутренним каналом для подачи масла; устанавливается на двух подшипниках качения. Уплотнение узлов установки коленчатого вала в картере осуществляется с помощью манжет. Противовесы коленчатого вала выполнены за одно со щеками. На переднем удлиненном конце коленчатого вала кроме коренного шарикового подшипника устанавливаются распределительная шестерня, механизм запуска и вентилятор-маховик, который выполняет также функцию корпуса центрифуги. Задний конец коленчатого вала предназначен для установки муфты привода.

Близкую к УД-15 конструкцию кривошипно-шатунного механизма имеет и двигатель ДМ-1. Шатун его также имеет разъемную кривошипную головку, а сопряжение с шатунной шейкой коленчатого вала осуществляется посредством специальных, состоящих из двух половин, вкладышей. Однако в сопряжении поршневого пальца с поршневой головкой шатуна специальная втулка отсутствует. На удлиненном конце коленчатого вала устанавливаются вентилятор-маховик и устройство шнурового запуска, а на другом — шкив клиноременной передачи на трансмиссию. Поршень двигателя мотокультиватора

МК-1 имеет днище, выпуклое в сторону головки цилиндра 7 (См. рис. 3.3). Внутренняя полость поршня, изготовленного из алюминиевого сплава, снабжена ребрами, располагающимися от внутренней поверхности днища к бобышкам поршня, что придает всей конструкции дополнительную жесткость и способствует лучшему охлаждению поршня. На боковой поверхности юбки поршня сделаны специальные проточки, через которые смесь проходит в цилиндр двигателя при продувке. В верхней части поршня в двух кольцевых канавках располагаются компрессионные кольца. Поршень и поршневая головка шатуна соединены между собой полым поршневым пальцем 32, фиксируемым от осевых перемещений кольцевыми пружинами 6. Сопряжение поршневого пальца и поршневой головки шатуна выполняется на втулке, как и у двигателя УД-15, а кривошипной головки шатуна и шатунной шейки 11 коленчатого вала — на роликах 10.

В отличие от рассмотренных двигателей соединение шатуна с шатунной шейкой коленчатого вала двигателя «1Z11 Гутброд» осуществляется посредством игольчатого подшипника.

Кривошипно-шатунный механизм дизеля рассмотрим на примере двигателя 1Д90ТА, который устанавливается на микротрактор TZ-4K-14. Поршень с плоским днищем изготавливается из алюминиевого сплава. В головке поршня 3 (рис. 3.7, а) располагаются поршневые кольца, причем два верхних кольца 1 имеют трапецеидальную форму сечения, что связано с увеличенной тепловой нагрузкой; у нижних колец 2 сечение прямоугольной формы. Все поршневые кольца закреплены от поворота в канавках штифтами 5. В юбке поршня с противоположных сторон выполнены две выемки 6, через которые при продувке двигателя воздух поступает в цилиндр. Пустотелый поршневой палец установлен в бобышках поршня «плавающим» и закреплен от осевого перемещения кольцевыми пружинами 4. Поршневой палец, шатун и коленчатый вал двигателя представлены на рис. 3.7, б. Соединение поршневого пальца 15 и поршневой головки шатуна осуществляется на игольчатом подшипнике 14, с двух сторон уплотняемом специальными кольцами 13, а кривошипной головки 19 шатуна и шатунной шейки 11 коленчатого вала — на двустороннем роликовом подшипнике, в обойме 20 которого размещаются в шахматном порядке два ряда роликов 12. Внешние кольца подшипников образуют головки шатуна. От осевых перемещений ролики фиксируются специальными кольцами 21 и 10. Указанные выше соединения уменьшают сопротивление трению и облегчают пуск двигателя в холодную погоду, что увеличивает срок его службы и повышает стойкость подшипника от перегрева при высокой частоте вращения коленчатого вала.

Рисунок 3.7. Детали кривошипно-латунного механизма дизеля 1Д90ТА

В двигателе 1Д90ТА коленчатый вал сделан разборным. Передний конец коленчатого вала изготавливается как одно целое со щекой 9, на продолжении которой выполнен противовес. Передний конец одновременно является шейкой, на которой устанавливается корённой роликовый подшипник 8 передней опоры вала, и местом соединения коленчатого вала с валом привода топливного насоса. Для фиксации и уплотнения подшипника в соответствующем отверстии картера устанавливаются прокладки 7. Щека коленчатого вала изготовлена разрезной, и в нее вставляется шатунная шейка 11, зажимаемая в отверстии с помощью болта 22. Аналогичный способ крепления осуществляется и в другой щеке, также выполненной за одно с противовесом 15 (см. рис. 3.4) и задним концом коленчатого вала 16 (рис. 3.7). Цилиндрическая часть задней щеки является коренной шейкой роликового подшипника 13 (см. рис. 3.4) второй опоры коленчатого вала, а конусная часть — местом установки маховика двигателя, фиксируемого с помощью шпонки, шайбы 17 (рис. 3.7) и гайки 18.

Обеспечение равномерной работы двигателей, создание необходимых условий для их пуска, а также трогания мини-тракторов с места (с преодолением кратковременных нагрузок) достигается установкой на коленчатый вал маховика. В конструктивном исполнении маховики также отличаются друг от друга. На вентиляторе-маховике 24 двигателя УД-15 устанавливаются лопатки из алюминиевого сплава, обеспечивающие ему функцию центробежного вентилятора. Роль маховика двигателя ЗИД-3 выполняли ротор магнето, а также шкив ременной передачи, создающие дополнительный момент инерции и позволяющие использовать мотоблок на стационарных работах. В двигателе МК-1 роль маховика выполняет ротор магнето 30 (см. рис. 3.3), а в двигателе «1Z11 Гутброд» — ротор магдино и ротор вентилятора. Маховик же двигателя микротрактора TZ-4K-14 имеет только зубчатый венец 14 (см. рис. 3.4) для вращения его электростартером.