Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Кривошипно-шатунный механизм

ГРМ

Устройство и работа кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала и передает на него давление газов, создавая крутящий момент на коленчатом валу двигателя. В кривошипно-шатунный механизм, входят поршневые комплекты, шатуны, коленчатый вал и маховик.
В опорах блок-картера установлен коленчатый вал, который закреплен снизу крышками 13 с болтами 14. Для повышения жесткости нижней части картера установлены болты—стяжки 12. На коренные шейки вала предварительно устанавливают подшипники скольжения (по два вкладыша на каждую шейку). От осевого смещения вал фиксирован четырьмя полукольцами, расположенными в выточках задней коренной опоры. С торца блок цилиндров закрыт передней крышкой 1 и картером маховика, в которые установлены самоподжимные резиновые сальники коленчатого вала. Снизу блок-картер закрыт поддоном.
В цилиндрах установлены поршни с двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. С коленчатым валом 4 поршни соединены шатунами. Верхняя головка шатуна и поршень соединены поршневыми пальцами со стопорными кольцами. Разъемная нижняя головка шатуна с крышкой, вкладышами и крепежными деталями (шатунными болтами и гайками) охватывает шатунную шейку коленчатого вала.
На хвостовой части коленчатого вала закреплены задний противовес, шестерня, маслоотражатель и маховик. На передней части коленчатого вала установлены передний противовес, шестерня привода смазочного насоса, шлицевая втулка привода гидромуфты вентилятора.
Особое внимание необходимо обратить на следующие детали и их элементы.
Головки цилиндров. Эти детали изготовляют для всех цилиндров одного ряда или для цилиндров определенной модели (например, двигатели ЯМ3-8401, КамАЗ-740). Головки отливают из серого чугуна или алюминиевого сплава. Днища головок выполняют плоскими или с углублениями, образующими камеры сгорания. Головки цилиндров форкамерных ДВС имеют дополнительную камеру сгорания — форкамеру (предварительную камеру). Основными элементами головки цилиндров являются газовые каналы и седла клапанов, отверстия для установки форсунок или свечей зажигания, рубашки охлаждения, перепускные отверстия и каналы для охлаждающей жидкости и моторного масла, отверстия для деталей крепления головки цилиндра на блоке. Головки ДВС с воздушным охлаждением (например, двигатели МеМЗ-968А) имеют с наружной стороны оребренную поверхность.
Блок-картер. Это базовая деталь двигателя. Его изготовляют литьем из серых чугунов, магниевых или алюминиевых сплавов. В верхней части блока расположены цилиндры, которые могут быть образованы стенками блока или изготовлены в виде легкосъемных гильз. Вокруг цилиндров образованы полости—рубашки охлаждения. Нижняя часть (картер) имеет повышенную жесткость за счет перегородок и ребер. В перегородках имеются отверстия для установки коленчатого вала. Если распределительный вал расположен в блоке, то для его опор также предусмотрены специальные отверстия.
Поршни. Днища головок поршней карбюраторных ДВС могут быть выпуклыми (двигатель 412Э) или плоскими (двигатели ЗИЛ-130, 3M3-53), а в дизелях — с углублениями, образующими камеру сгорания (двигатели ЯМЗ-2Э8, КамАЗ-740). Верхние канавки (две или три) на головке предназначены для компрессионных колец, а нижние (одна или две) с отверстиями для маслосъемных. Существуют конструкции поршней, в которых верхняя (наиболее нагруженная) канавка протачивается в чугунном кольце, залитом в головку поршня (двигатели ЗИЛ-130 и КамАЗ-740). В бобышках поршня предусмотрены отверстия под поршневой палец и канавки для его стопорных колец.
Юбки поршней карбюраторных ДВС имеют продольные или поперечные температурные швы, что в сочетании с коническо-эллиптической формой юбки предотвращают заклинивание поршня в цилиндре при нагреве. Изготовляют поршни из алюминиевых (высококремнистых) сплавов (КамАЗ-740 и ЯМЗ-2Э8); для лучшей приработки поверхностей наружную поверхность лудят.

ГРМ

Шатуны
Они стальные со стержнем двутаврового сечения и верхней головкой с запрессованной в нее бронзовой втулкой. Для смазывания втулки в головке выполнено отверстие или канал в стержне (двигатель ЯМЗ-238). Нижняя головка разъемная с прямым (двигатели КамАЗ, ЗИЛ) или косым разъемом (двигатель ЯМЗ). Крышка нижней головки крепится двумя шатунными болтами и гайками с самоконтрящей резьбой или деталями стопорения: пластинами, контргайками. Шатун обработан с крышкой в сборе, крышки не взаимозаменяемы и имеют специальные метки.
Шатунные и коренные подшипники. Эти подшипники изготовляют в виде тонкостенных стальных вкладышей с антифрикционным слоем. В плоскости разъема на торце вкладышей выштампован усик, с помощью которого фиксируется положение вкладышей и предотвращается их проворачивание в головке шатуна и гнезде коренной опоры коленчатого вала. В качестве антифрикционного материала применяют высокооловянистые алюминиевые сплавы, свинцовистую бронзу, которые наносят на стальной вкладыш (двигатели ЗМЗ и ЯМЗ). У триметаллических вкладышей на основу нанесен медно-никелевый подслой, а на него свинцово-оловянистосурьмистый сплав СОС-6-6 (двигатель ЗИЛ-130) или свинцовистая бронза (автомобили КамАЗ). На некоторых ДВС (двигатель ЯМЗ-8401) в качестве коренных подшипников применяются подшипники качения.
Коленчатые валы. Основными элементами вала являются коренные и шатунные шейки, соединяемые щеками, на которых расположены противовесы. Для подвода масла от коренных шеек к шатунным в них и в щеках выполнены отверстия. Для снижения массы вала шейки изготовляют пустотелыми (двигатели ЗМЗ, МеМЗ) с грязеуловительными полостями в шатунных шейках, закрытыми заглушками, в которых масло подвергается дополнительной центробежной очистке (двигатели ЯМЗ, КамАЗ,
ЗИЛ и. т. п.). На носке вала на шпонках установлена шестерня привода смазочного насоса или распределительного вала, шкив для привода навесных агрегатов, а в карбюраторных ДВС — храповик. На двигателях КамАЗ распределительная шестерня установлена на хвостовой части коленчатого вала. На фланце или торце вала закреплен маховик. Для предотвращения осевого смещения коленчатые валы фиксируются упорными подшипниками разнообразной конструкции: стальной упорной шайбой, установленной на первой коренной опоре (двигатели ЗИЛ и ЗМЗ), четырьмя бронзовыми (двигатели ЯМЗ) или сталеалюминевыми (двигатель КамАЗ) полукольцами в задней опоре. Коленчатые валы в сборе с маховиками подвергают динамической балансировке.
Основные сборочно-регулировочные операции
От качества сборки зависит надежность работы кривошипно-шатунного механизма. Детали, поступающие на сборку, должны быть чистыми, без повреждений, не должны быть подвержены коррозии.
Поршни подбирают по размеру цилиндров (рис. 3,6). Допустимый зазор определяют с помощью динамометра 3 при протягивании им ленточного щупа 4, вставленного между гильзой и юбкой поршня без колец. Для двигателя ЗИЛ-130, например это усилие составляет 35—45 Н. Поршневые кольца (рис. 3,в) подбирают к гильзе по калибру Ц проверяя зазор в замке с помощью щупа. К поршню кольца подбирают прокаткой их по канавке и по ширине зазора в ней. Зазор в замке кольца равен 0,3—
0,6 мм, а по высоте канавки-0,04—0,1 мм. Большие зазоры относятся к верхним компрессионным кольцам и кольцам дизелей. Компрессионные кольца устанавливают в канавки так, чтобы их скосы и внутренние выточки были направлены вверх, а замки развернуты на 120° (для трех колец) или в противоположные стороны.
Комплекты поршней с кольцами, поршневых пальцев и шатунов подбирают по массе первоначально отдельно, а затем — комплекты поршней с шатунами в сборе, чтобы их масса не превышала определенного значения, например, для двигателя ЗИЛ-130 В 16 г. Перед сборкой поршни и шатуны ориентируют один относительно другого в определенном положении, принимая во внимание надписи на днищах головок или боковых поверхностях "Вперед" "Назад", а также цифровую маркировку на стержнях шатунов и т. п.
Правильно подобранный поршневой палец должен входить во втулку верхней головки шатуна и перемещаться в ней под действием усилия большого пальца руки (рис. 3,г). Для сопряжения поршня и пальца поршень погружают в нагретое до температуры 70° С моторное масло (воду) и выдерживают 10 мин. При помощи приспособления вставляют поршни в цилиндры и закрепляют шатуны на шейках коленчатого вала. При этом номера крышек и шатунов и метки должны совпадать. Для установки колец на поршень применяют специальное приспособление (рис. 4). Гайки шатунных болтов затягиваются контролируемым моментом и стопорятся контргайками, пластинами и т. п. После монтажа поршней с шатуна-
ми коленчатый вал должен проворачиваться от руки с помощью рычага, длиной 0,5—0,6 м. заменить катализатор land-rover
Перед установкой головок цилиндров на блок-картер устанавливают прокладки. Асбестовые прокладки натирают графитовым порошком для устранения пригара на поверхностях блока цилиндров и головки.
Выполняемые практические работы
Необходимо выполнить одну из следующих практических работ: подборка поршневых колец и установка их на поршень, установка поршня в цилиндр.
При выполнении работ по сборке ДВС других механизмов и систем автомобиля, следует руководствоваться указаниями, содержащимися в описании двигателя (автомобиля) соответствующей модели.
С характерными уровнями шума и стуками, присущими при работе ДВС с неисправностями, следует ознакомиться при прослушивании соответствующей магнитофонной записи.
Отчет о практическом занятии
По результатам практического занятия необходимо составить, ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1.         Назовите и укажите детали кривошипно-шатунного механизма в последовательности, соответствующей передаче давления газа.
2.         Укажите конструктивные элементы поршня и их назначение.
3.         Назовите и покажите на модели натурного разреза конструктивные элементы коленчатого вала.
4.         Каким образом подбирают и устанавливают поршневые кольца и поршни?
. 5. Назовите основные характеристики кривошипно-шатунного механизма базовой модели ДВС.