Военное образование в России

Новости и учебные материалы

Глава 3. Кривошипно-шатунный механизм

Блок и головка цилиндров

 

 

В состав кривошипно-шатунного механизма двигателя входят две группы деталей: неподвижные и подвижные.

К неподвижным деталям относятся: блок цилиндров, служащий остовом двигателя, картер маховика, цилиндры, головка блока или головка цилиндров и поддон картера. Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун, коленчатый вал, маховик.

Блок - картер. У двигателей КамАЗ-740.11, ЯМЗ-238 и УМЗ-417 блок - картер представляет собой единую отливку, объединяющую блок цилиндров и верхнюю половину картера.

У V-образных двигателей КамАЗ-740.11 (рисунок 3.1) и ЯМЗ-238 в верхней части блока цилиндров имеются две обработанные поверхности (плоскости), на которые устанавливаются головки. Нижняя часть блока заканчивается обработанным фланцем для присоединения смазочной емкости.

В средней части блока цилиндров имеются отверстия для установки подшипников скольжения под опорные шейки распределительного вала. Плоскость разъема блока может проходить по оси коленчатого вала или быть смещенной относительно нее вниз. К нижней части блок-картера крепится стальная штампованная смазочная емкость, служащий резервуаром для масла. По каналам в блоке масло из смазочной емкости подается к трущимся деталям двигателя.

Блоки цилиндров двигателей КамАЗ-740.11 и ЯМЗ-238 отлиты из легированного серого чугуна заодно с верхней частью картера. Они имеют обработанные посадочные отверстия для гильз цилиндров, а на поверхностях, сопрягаемых с головками, имеются отверстия для подачи охлаждающей жидкости из водяной рубашки в головки блока цилиндров.

Для КамАЗ-740.11 левый ряд цилиндров смещен относительно правого вперед на 29,5 мм. Для ЯМЗ-238 наоборот правый по отношению к левому на 35 мм, что вызвано установкой на одной шатунной шейке коленчатого вала двух шатунов.

Картерная часть блока связана с крышками коренных подшипников коренными и стяжными болтами. Центрирование крышек коренных подшипников производится горизонтальными штифтами, которые запрессованы на стыке между блоком и крышками, но большей частью входящими в блок для предотвращения их выпадения при снятии крышек.

Кроме того, крышка пятой коренной опоры центрируется в продольном направлении двумя вертикальными штифтами, обеспечивающими точность совпадения расточек под упорные полукольца коленчатого вала на блоке и крышках.

Расточка блока цилиндров под вкладыши коренных подшипников производится в сборе с крышками, поэтому крышки коренных подшипников не взаимозаменяемые и устанавливаются в строго определенном положении. Они изготовлены из высокопрочного чугуна. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов, которые затягиваются с регламентированным моментом. Для двигателя КамАЗ-740.11 болты крепления с моментом затяжки 275-295 Н∙м (28-30 кгс∙м), а стяжные болты с моментом затяжки 147-167 Н∙м (15-16 кгс∙м). На каждой крышке нанесен порядковый номер опоры, нумерация которых начинается с переднего торца блока. Для двигателя ЯМЗ-238, вертикальные болты затягиваются с моментом 425-455 Н∙м (43-47 кгс∙м), а горизонтальные – 97-117 Н∙м (10-12 кгс∙м). Крышки также не взаимозаменяемые, каждая из них имеет свой номер.

На двигателе КамАЗ-740.11 спереди к блоку крепится крышка, закрывающая гидромуфту привода вентилятора. Сзади – картер маховика, который служит крышкой механизма привода агрегатов, расположенного на заднем торце блока. На картере маховика справа размещен фиксатор, применяемый для установки угла опережения впрыскивания топлива и регулирования тепловых зазоров в клапанном механизме. Ручка фиксатора при эксплуатации установлена в верхнем положении. В нижнее положение ее устанавливают при регулировочных работах, при этом фиксатор находится в зацеплении с маховиком, а поршень первого цилиндра – в ВМТ на такте сжатия.

На двигателе ЯМЗ-238 к передней части блока цилиндров крепится крышка, закрывающая шестерни распределения, а к задней плоскости блока присоединен картер сцепления. На правой боковой стенке блока цилиндров имеются два обработанных кронштейна для крепления стартера.

Блок цилиндров V-образного двигателя

1 – блок цилиндров; 2 – крышка коренного подшипника коленчатого вала; 3 – болт крепления крышки; 4 – болт стяжной крепления крышки

Рисунок 3.1 - Блок цилиндров V-образного двигателя

На рядном двигателе УМЗ-417 блок цилиндров выполнен из алюминиевого сплава высокой прочности. К передней части блока цилиндров крепится крышка, закрывающая распределительные шестерни, а к задней плоскости блока присоединен картер сцепления. В картерной части блока расположены пять постелей коренных подшипников коленчатого вала и пять опор шеек распределительного вала. Крышки не взаимозаменяемые, каждая из них имеет свой номер.

Гильзы цилиндров. На двигателях установлены гильзы «мокрого» типа, легкосъемные, изготовлены из специального чугуна, объемно закалены для повышения износостойкости. Зеркало гильзы обработано хонингованием.

Верхняя часть гильзы уплотнена в результате зажима верхнего фланца гильзы между блоком и головкой через прокладку. В соединении «гильза – блок цилиндров» водяная полость уплотнена резиновыми кольцами на КамАЗ-740.11, ЯМЗ-238 и кольцевой прокладке из маслостойкой резины на УМЗ-417. В верхней части кольцо установлено под бурт в проточку гильзы, а в нижней - в расточки блока.

Преимущественное применение в двигателях мокрых гильз связано с тем, что они обеспечивают лучший отвод тепла. Это повышает работоспособность и срок службы деталей цилиндропоршневой группы.

Головки цилиндров КамАЗ-740.11 (рисунок 3.2) отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава, для охлаждения имеют полость, сообщающуюся с полостью охлаждения блока.

Каждая головка цилиндра устанавливается на два направляющих штифтах, запрессованных в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами 3 из легированной стали. Один из направляющих штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла к коромыслам клапанов. Направляющий штифт уплотнен резиновым кольцом. В головке выполнено отверстие слива моторного масла из-под клапанной крышки в штанговую полость. Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров.

Головка цилиндра с клапанами в сборе двигателя КамАЗ-740.11

1 – головка цилиндра; 2 – прокладка крышки головки цилиндра; 3 – болт крепления головки; 4 – крышка головки цилиндра; 5 – болт крепления крышки; 6 – прокладка-заполнитель; 7 – прокладка уплотнительная головки цилиндра

Рисунок 3.2 - Головка цилиндра с клапанами в сборе двигателя КамАЗ-740.11

Газовый стык

Стык «головка цилиндров – гильза» (газовый стык) – беспрокладочный (рисунок 3.3). В расточенную канавку на нижней плоскости головки запрессовано стальное уплотнительное кольцо 3. Посредством этого кольца головка цилиндра устанавливается на бурт гильзы. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца и гильзы цилиндра 5. Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка-заполнитель 4. Применение прокладки-заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов.

1 – головка цилиндра; 2 – кольцо уплотнительное перепуска охлаждающей жидкости; 3 – кольцо газового стыка; 4 – прокладка-заполнитель; 5 – гильза цилиндра; 6 – кольцо уплотнительное; 7 – прокладка уплотнительная; 8 – блок цилиндров; 9 – экран

Рисунок 3.3 - Газовый стык

Для уплотнения перепускных каналов охлаждающей жидкости в отверстия днища головки установлены уплотнительные кольца 2 из силиконовой резины.

Пространство между головкой и блоком, отверстия стока моторного масла и штанговые отверстия уплотнены прокладкой головки цилиндра 7 из термостойкой резины. На прокладке дополнительно выполнены уплотнительные бурт втулки подачи масла и канавка слива масла в штанговые отверстия.

Каждая головка цилиндров закрывается крышкой головки цилиндров 4 (рисунок 3.2) и крепится болтом 5.

В отличие от двигателя КамАЗ-740.11 на ЯМЗ-238 головки общие для каждого ряда цилиндров отлиты из серого чугуна. Устанавливаются на шпильки и крепятся гайками через сталеасбестовую прокладку. Сверху каждая головка закрывается крышкой через резиновую маслостойкую прокладку (рисунок 3.4).

Головка цилиндров двигателя ЯМЗ-238

1 – головка цилиндров; 2 – прокладка крышки головки цилиндра; 3 – гайка крепления головки; 4 – крышка головки цилиндров; 5 – барашки крепления крышки; 6 – шпилька крепления головки; 7 – прокладка головки цилиндра; 8 – седло клапана; 9 – шайба; 10 – шпилька впускного коллектора; 11 – пробка заливной горловины

Рисунок 3.4 - Головка цилиндров двигателя ЯМЗ-238

Каждая головка является общей для четырех цилиндров. В верхнюю часть головки запрессованы направляющие втулки клапанов. У каждого цилиндра головка крепится шестью равномерно расположенными шпильками 6. В нижней части головки выполнены отверстия для запрессовки седел клапанов. На верхней плоскости головки размещены клапаны с пружинами, коромысла клапанов со стойками, а также латунные стаканы под форсунки. Сверху головка цилиндров закрыта стальной штампованной крышкой 4, которая крепится к головке барашками 5. Уплотнение между крышкой и головкой обеспечивается прокладкой 2. На крышке имеется закрываемая пробкой 11 горловина для заливки в картер масла.

На двигателе УМЗ-417 (рисунок 3.5) головка выполнена общей для всех цилиндров. В ней размещены камеры сгорания, в которых установлены впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания. На головке цилиндров крепятся детали и узлы привода клапанного механизма. Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава со вставными седлами и направляющими втулками клапанов. Между блоком и головкой установлена прокладка из асбестового полотна, пропитанного графитом и армированного металлическим каркасом. Чтобы избежать прилипания к блоку и головке, прокладку перед установкой на место натирают с обеих сторон порошком графита. От осевого перемещения втулка впускного клапана удерживается стопорным кольцом, входящим в канавку во втулке, а втулка выпускного клапана удерживается в головке в результате натяга.

Головка цилиндров двигателя УМЗ-417

1 – головка цилиндров; 2 – прокладка крышки головки цилиндра; 3 – гайка крепления головки; 4 – крышка головки цилиндров; 5 – гайки крепления крышки; 6 – пробка заливной горловины; 7 – прокладка головки цилиндра; 8 – направляющая втулка клапанов

Рисунок 3.5 - Головка цилиндров двигателя УМЗ-417

Особое внимание необходимо обратить на последовательность затяжки гаек и болтов крепления головок блока цилиндров. На двигателях КамАЗ-740.11, ЯМЗ-238 и УМЗ-417 затяжку болтов и гаек проводят в последовательности, указанной на рисунке 3.6.

clip_image012

а)

clip_image014

б)

clip_image016

в)

а – двигателей УМЗ-417; б – ЯМЗ-238; в – КамАЗ-740.11

Рисунок 3.6 - Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления головок блока цилиндров


3.2 Поршневая группа и шатуны

Поршень. При такте рабочего хода поршень воспринимает давление газов и передает его через шатуны на коленчатый вал. Поршень состоит из трех основных частей (рисунок 3.7): днища 5, уплотняющей части 6 с проточенными в ней канавками для поршневых колец 3, 4 и юбки 7, поверхность которой соприкасается с зеркалом цилиндра. Днище поршня с внутренней поверхностью головки цилиндра, образующее камеру сгорания, непосредственно воспринимает давление газов: оно может быть плоским, как на двигателе УМЗ-417, выпуклым или фасонным, как на КамАЗ-740.11 и ЯМЗ-238.

Поршни

а – карбюраторных двигателей; б – дизелей КамАЗ; в – дизелей ЯМЗ

Рисунок 3.7 -. Поршни

Значительное влияние на процесс смесеобразования, как в карбюраторных, так и в дизельных двигателях, имеют формы камер сгорания. От того, как исполнена камера сгорания на двигателе, и зависит конструкция поршня (рисунок 3.7).

Поршни дизелей (рисунок 3.7, б, в) отлиты из алюминиевого сплава. В головках поршней выполнена камера сгорания, которая у КамАЗ-740.11 смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм, а на ЯМЗ-238 расположена по центру. На цилиндрической головке поршня имеется три (на ЯМЗ-238 – четыре) канавки: верхние служат для установки в них компрессионных колец, а одна нижняя – для установки маслосъемного разборного кольца. В средней части поршень имеет две бобышки с отверстиями диаметром для поршневого пальца. Юбка поршня имеет форму конуса овального сечения, что придает ей необходимую прочность. Кроме того, в нижней части юбки поршня двигателя КамАЗ-740.11 имеются боковые выемки для проходов противовеса коленчатого вала.

Поршни двигателя УМЗ-417 (рисунок 3.7, а) отлиты из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова толщиной 0,004-0,006 мм. На цилиндрической головке поршня имеется три канавки: две верхних служат для установки в них компрессионных колец 4, а нижняя – для установки маслосъемного разборного кольца 3. В средней части поршень имеет две бобышки 2 с отверстиями для поршневого пальца. Ось этих отверстий смещена на 1,5 мм в правую сторону (по ходу движения автомобиля) от средней плоскости поршня. Юбка поршня овальной формы Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Овальность юбки (0,362±0,005) мм. Кроме того, юбка поршня выполнена бочкообразной, больший диаметр которой расположен ниже оси поршневого пальца на 12 мм. Вверху и внизу юбка поршня меньше номинального размера соответственно на 0,0245 и 0,0140 мм. Это сделано для лучшей приработки поршня к цилиндру и уменьшения стука поршня на непрогретом двигателе.

Чтобы уменьшить силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, поршни, как правило, изготовляют из легких кремнистых алюминиевых сплавов для уменьшения их массы. Для двигателя подбирают поршни, масса которых не отличается более чем на 2-8 г.

Поршневые кольца. Основная функция поршневых колец – уплотнение камеры сгорания и обеспечение герметичности соединения деталей поршень – цилиндр – канавки. Кроме того, при сгорании рабочей смеси значительное количество тепла поглощается поршнем и отводится от него поршневыми кольцами.

Конструктивно поршневое кольцо (рисунок 3.8) представляет собой плоскую разрезную пружину с зазором, который называется замком. Замок позволяет устанавливать кольца на поршень и обеспечивает свободное расширение их при нагревании в процессе работы двигателя. Поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные.

Поршневые кольца

а – типы поршневых колец; б – расположение колец на поршне

Рисунок 3.8 - Поршневые кольца

Компрессионные кольца 2 (рисунок 3.8, а) подбирают таким образом, чтобы они свободно прокатывались по канавке поршня. При установке поршня в цилиндр кольца сжимаются до диаметра цилиндра и плотно прилегают к его поверхности, что предотвращает прорыв газов в картер двигателя и попадание масла со стенок цилиндра в камеру сгорания.

Маслосъемное кольцо 3 снимает излишки масла со стенок цилиндра и отводит его в смазочную ёмкость.

Поршневые кольца изготавливают из легированного чугуна. Поверхность верхнего компрессионного кольца для повышения износостойкости подвергают пористому хромированию, а остальные кольца для ускорения приработки покрывают тонким слоем олова или молибдена.

Чугунное маслосъемное кольцо 3 отличается от компрессионного прорезями 1 для прохода масла. В канавке поршня под маслосъемное кольцо сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня. На многих двигателях применяют стальные составные маслосъемные кольца.

На двигателях КамАЗ-740.11 установлены два компрессионных кольца и одно маслосъемное, а на ЯМЗ-238 – три компрессионных кольца и одно маслосъемное. Компрессионные кольца в своем сечении имеют трапециидальную форму. Верхнее кольцо покрыто хромом, нижние – молибденом (на ЯМЗ-238 - оловом). Маслосъемное кольцо коробчатого сечения с витым пружинным расширителем и хромированной рабочей поверхностью.

На двигателе УМЗ-417 устанавливают поршневые кольца: два компрессионных и одно маслосъемное. Компрессионные поршневые кольца изготавливают из серого чугуна по индивидуальным моделям. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца покрыта пористым хромом. Наружная поверхность нижнего компрессионного кольца луженая. На внутренней цилиндрической поверхности обоих компрессионных колец предусмотрена коническая фаска, за счет которой кольца после установки их в рабочее положение несколько вывертываются. Это улучшает и ускоряет их приработку к цилиндрам. Кольца необходимо устанавливать на поршень фасками вверх, в сторону днища.

Маслосъемное кольцо разборное, стальное, имеет два кольцевых диска, радиальный и осевой расширители. Два кольцевых диска снимают с зеркала цилиндра лишнее масло, которое через отверстия в поршне отводится в картер двигателя. Рабочая цилиндрическая поверхность стальных дисков покрывается твердым хромом. Замок колец прямой. После установки колец в цилиндр монтажный зазор в замке должен быть 0,3-0,5 мм. Замки всех колец при установке их на поршень располагают по окружности под углом 120°. При установке стального составного маслосъемного кольца на равные угловые интервалы смещаются только замки компрессионных колец.

Поршневой палец. Предназначен для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна. Через пальцы передаются значительные усилия, поэтому их изготавливают из легированных или углеродистых сталей с последующей цементацией или закалкой токами высокой частоты. Поршневой палец 10 (рисунок 3.9) представляет собой толстостенную трубку с тщательно отшлифованной наружной поверхностью, проходящую через верхнюю головку шатуна и концами опирающуюся на бобышки 2 поршня (рисунок 3.7). По способу соединения с шатуном наибольшее распространение получили плавающие поршневые пальцы, которые свободно поворачиваются в бобышках и во втулке, установленной в верхней головке шатуна. Осевое перемещение поршневого пальца ограничивается стопорными кольцами 9 (рисунок 3.9), расположенными в выточках бобышек поршня.

Шатун. Служит для соединения поршня с кривошипом коленчатого вала и обеспечивает при такте рабочего хода передачу усилия от давления газов на поршень к коленчатому валу, а при вспомогательных тактах – наоборот, от коленчатого вала к поршню.

Шатуны 3 двигателей УМЗ-417, ЯМЗ-238 и КамАЗ-740 двутаврового сечения, состоят из верхней головки, нижней головки и крышки 5. Нижняя головка шатуна снабжена сменными вкладышами 8, верхняя головка – запрессованной бронзовой втулкой 2.

Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна имеется вырез, а во втулке – отверстие, совпадающее с вырезом в шатуне. В стержне шатуна при принудительном смазывании плавающего поршневого пальца (ЯМЗ-238) сверлится сквозное отверстие – масляный канал.

Нижнюю головку шатуна, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к оси шатуна. В тех случаях, когда нижняя головка имеет значительные размеры и превышает диаметр цилиндра (ЯМЗ-238), плоскость разъема головки выполнена под углом (косой срез), что позволяет монтировать шатун через цилиндр при ремонте за счет уменьшения радиуса окружности, описываемой нижней частью шатуна.

Шатунно-поршневая группа двигателя КамАЗ-740.11

1 – поршень; 2 – втулка верхней головки шатуна; 3 – шатун; 4 – шатунный болт; 5 – крышка шатуна; 6 – гайки; 7 – метки спаренности; 8 – вкладыш нижней головки шатуна; 9 – стопорное кольцо; 10 – палец; 11 – маслосъемное кольцо; 12 – компрессионные кольца

Рисунок 3.9 - Шатунно-поршневая группа двигателя КамАЗ-740.11

Крышка шатуна изготавливается из той же стали, что и шатун, и обрабатывается совместно с нижней головкой, поэтому перестановка крышек с одного шатуна на другой не допускается. На шатунах и крышках с этой целью делаются метки 7. Чтобы обеспечить высокую точность при сборке нижней головки шатуна, его крышку 5 фиксируют шлифованными поясками болтов 4, которые затягивают гайками 6 и стопорят шплинтами или шайбами. В нижнюю головку устанавливают шатунный подшипник в виде тонкостенных стальных вкладышей 8, которые с внутренней стороны покрыты слоем антифрикционного сплава.

От осевого смещения и проворачивания вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки нижней головки шатуна и его крышки.

Для лучшей уравновешенности кривошипно-шатунного механизма разница в массе шатунов не должна превышать 6-8 г. В V-образных двигателях на каждой шатунной шейке коленчатого вала расположены два шатуна. В этих двигателях для правильной сборки шатунно-поршневой группы поршни и шатуны устанавливают строго по меткам.

На крышке и стержне шатуна дизеля КамАЗ-740.11 метки выбивают в виде трехзначных номеров. Кроме того, на крышке и шатуне выбивают порядковый номер цилиндра.

У шатуна ЯМЗ-238 (рисунок 3.10) на крышке и шатуне со стороны короткого болта выбит порядковый номер цилиндра. На стыке со стороны длинного болта выбиты метки спаренности в виде двузначного числа, одинакового для шатуна и крышки, и риски, охватывающей шатун и крышку.

clip_image024

1 – поршень; 2 – стопорное кольцо; 3 – шатун; 4 – вкладыши; 5 – крышка шатуна; 6 – замковая шайба; 7 – длинный болт крышки шатуна; 8 – короткий болт; 9 – втулка; 10 – поршневой палец; 11 – маслосъемные кольца; 12 – компрессионные кольца; 13 – тороидальная камера сгорания

Рисунок 3.10 - Поршень с шатуном

В месте перехода нижних головок шатуна двигателя УМЗ-417 в стержни имеются отверстия. Через эти отверстия при совпадении их с масляными каналами в шейках коленчатого вала разбрызгивается масло для смазки стенок цилиндров и кулачков распределительного вала.


3.3 Коленчатый вал и маховик

Коленчатый вал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма.

Силы, передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи трансмиссии передается на колеса автомобиля.

Коленчатый вал двигателя КамАЗ-740.11 (рисунок 3.11), ЯМЗ-238 (рисунок 3.12) стальной, изготовлен горячей штамповкой, подвергается азотированию или закалкой токами высокой частоты шатунных и коренных шеек. Имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки. В шатунных шейках вала выполнены внутренние полости, которые сообщаются с масляными каналами в коренных шейках.

Коленчатый вал двигателя КамАЗ-740.11 в сборе

1 – передний противовес; 2 – шестерня привода масляного насоса; 3 – втулка; 4 – заглушка шатунной шейки; 5 – задний противовес; 6 – ведущая шестерня; 7 – маслоотражатель; 8 – коленчатый вал

Рисунок 3.11 - Коленчатый вал двигателя КамАЗ-740.11 в сборе

Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-238 с маховиком

1 – коленчатый вал; 2 – нижний вкладыш подшипника; 3 – маховик; 4 – полукольцо упорного подшипника; 5 – правая замковая пластинка; 6 – болт крепления маховика; 7 – задний маслоотражатель; 8 – верхний вкладыш подшипника; 9 – передний маслоотражатель; 10 – замковая шайба; 11 – гайка крепления переднего противовеса; 12 – шкив; 13 – шайба шкива; 14 – болт шкива; 15 – передний противовес; 16 – шестерня коленчатого вала; 17 – шпонка

Рисунок 3.12 - Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-238 с маховиком

В этих полостях под действием центробежной силы оседают загрязнения моторного масла. Загрязняющие частицы скапливаются во втулках 3 (рисунок 3.11). Полости снаружи закрыты заглушками 4. Уплотнение коленчатого вала обеспечивается резиновыми самоподжимными сальниками, установленными в картере маховика и крышке распределительных шестерен.

На носке и хвостовике коленчатого вала установлены: шестерня 2 привода масляного насоса и ведущая шестерня 6 в сборе с маслоотражателем 7. Выносные противовесы 1 и 5 съемные, закреплены на валу прессовой посадкой

На двигателе КамАЗ-740.11 осевые перемещения коленчатого вала ограничены четырьмя сталеалюминевыми полукольцами, установленными в проточках задней коренной опоры так, чтобы сторона с канавками прилегала к упорным торцам вала, а ус входил в паз на крышке заднего коренного подшипника.

На двигателе ЯМЗ-238 (рисунок 3.12) для уравновешивания двигателя и разгрузки коренных подшипников от инерционных сил возвратно-поступательно движущихся масс поршней и шатунов и неуравновешенных центробежных сил на щеках коленчатого вала установлены противовесы, в сборе с которыми вал балансируется. Кроме того, в систему уравновешивания входят выносные массы, расположенные в маховике и закрепленные в виде противовеса на носке коленчатого вала. От осевых смещений вал фиксируется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры.

Коленчатый вал УМЗ-417 – пятиопорный, отлит из магниевого чугуна. Передний конец коленчатого вала (рисунок 3.13) уплотняется самоподжимной резиновой манжетой 10, запрессованной в крышку распределительных шестерен. Осевые усилия коленчатого вала воспринимаются передним упорным подшипником через две упорные шайбы 5 и 6, изготовленные из стальной, залитой баббитом ленты. Осевой зазор 0,075-0,175 мм в упорном подшипнике достигается подбором упорных шайб 4 соответствующей толщины.

Передний конец коленчатого вала двигателя УМЗ-417

1 – штифт; 2 – крышка распределительных шестерен; 3 – маслоотражательная шайба; 4 – упорная шайба; 5 – передняя упор-ная шайба; 6 – задняя упорная шайба; 7 – выступ; 8 – фиксирующий штифт; 9 – шестерня; 10 – манжета; 11 – грязеотражатель; 12 – ступица шкива; 13 – храповик; 14 – коленчатый вал; 15 – шкив

Рисунок 3.13 - Передний конец коленчатого вала двигателя УМЗ-417

Коренные и шатунные шейки отлиты полыми. Полости шатунных шеек герметично закрыты резьбовыми пробками.

Задний конец коленчатого вала уплотняется сальником, состоящим из двух полуколец, изготовленных из пропитанного графитом асбестового шнура. Полукольца заложены в обоймы и работают, непосредственно соприкасаясь с полированной поверхностью шейки коленчатого вала.

Маховик (рисунок 3.14) служит для обеспечения вывода поршней из мертвых точек, более равномерного вращения коленчатого вала многоцилиндрового двигателя при его режиме холостого хода, облегчения пуска двигателя, снижения кратковременных перегрузок при трогании автомобиля и передачи крутящего момента агрегатам трансмиссии на всех режимах работы двигателя. Маховик 3 изготовляют из чугуна и динамически балансируют в сборе с коленчатым валом. На фланце маховик центрируется в строго определенном положении с помощью штифтов или болтов 6, которыми он крепится к фланцу. На обод маховика напрессован (на ЯМЗ-238 крепят болтами, которые стопорят замковыми шайбами) зубчатый венец 1, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.

clip_image032

1 – зубчатый венец; 2 – фиксатор маховика; 3 – маховик; 4 – установочная втулка; 5 – сухарь отжимного рычага сцепления; 6 – болт крепления маховика; 7 – упорное пружинное кольцо; 8 – установочная втулка; 9 – манжета первичного вала коробки передач

Рисунок 3.14 - Маховик двигателя КамАЗ-740.11

У дизеля КамАЗ-740.11 (рисунок 3.14) маховик центрируется с помощью двух штифтов и крепится болтами непосредственно к коленчатому валу, а на УМЗ-417 – к фланцу. На торце или ободе маховика многих двигателей наносятся метки, по которым поршень первого цилиндра можно установить в ВМТ на такте сжатия для установки зажигания у карбюраторных двигателей или момента впрыскивания у дизелей.

Маховик ЯМЗ-238 крепят к коленчатому валу восемью болтами, которые стопорят от самоотвертывания замковыми шайбами (одна шайба на два болта).


3.4 Возможные неисправности кривошипно-шатунного механизма, причины, признаки и способы устранения

Износ коренных и шатунных шеек коленчатого вала и их подшипников.

Причины неисправности:

- ослабление крепления крышек подшипников;

- применение масла несоответствующего сорта;

- ослабление крепления маховика на валу;

- естественный износ сопряженных поверхностей.

Признаки неисправности: глухие стуки, которые прослушиваются при переходе на большую частоту вращения.

Для устранения неисправности необходимо:

- расточить коленчатый вал под очередной ремонтный размер и заменить вкладыши;

- подтянуть болты крепления маховика и зашплинтовать их;

- заменить масло в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Износ поршневых пальцев, отверстий в бобышках поршней или бронзовых втулок в верхних головках шатунов.

Причины неисправности:

- применение масла не соответствующего сорта;

- предельный износ сопряженных поверхностей;

- некачественная обработка сопряженных поверхностей.

Признаки неисправности: звонкие металлические звуки при резком изменении частоты вращения коленчатого вала.

Для устранения неисправности необходимо: заменить масло и изношенные детали.

Износ поршней и гильз цилиндров, уменьшение компрессии в цилиндрах.

Причины неисправности:

- длительная работа двигателя с большими нагрузками;

- частый перегрев двигателя;

- естественный износ сопряжения;

- износ поршневых колец.

Признак неисправности:

- щелкающие звуки, которые прослушиваются при запуске и прогреве двигателя;

- признаком падения компрессии является легкое проворачивание карбюраторного двигателя пусковой рукояткой, падение мощности, дымный выхлоп, повышенный расход моторного масла, неплотное прилегание клапанов, прогорание прокладки головки блока цилиндров.

Для устранения неисправностей необходимо:

- заменить изношенные поршни и кольца;

- очистить кольца и канавки поршня от нагара;

- очистить посадочные фаски клапанов и их седел, а при необходимости отрегулировать зазоры в клапанах;

- заменить прогоревшую прокладку головки блока цилиндров, подтянуть гайки крепления головки блока цилиндров.

You are here: Главная Лекции Автомобильная подготовка Глава 3. Кривошипно-шатунный механизм