Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы

Открыть большую картинку в новой вкладке »

---

Энергия расширения продуктов сгорания топлива через кривошипно-шатунный механизм двигателя передается на коленчатый вал двигателя. Детали кривошипно-шатунного механизма при этом подвергаются воздействию значительных механических и термических нагрузок. Подбор материалов поршня, пальца, поршневых колец и их конструкция обеспечивают надежное уплотнение цилиндра, эффективный теплоотвод, малую массу деталей, минимальный коэффициент трения, высокую прочность и надежность.


поршни 12 изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, причем большая ось овала перпендикулярна оси поршневого пальца. По высоте поршень имеет коническую форму: в верхней части меньший диаметр, чем в нижней. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные терморегулирующие пластины 11. Все это выполнено для компенсации неравномерности тепловой деформации поршня при работе в цилиндрах двигателя, возникающей из-за неравномерного распределения массы металла внутри юбки поршня.

В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя. Это уменьшает возможность появления стука поршня при переходе через в. м. т. Для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка "П". поршень должен устанавливаться в цилиндр так, чтобы метка была обращена в сторону передней части двигателя.

Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру подразделяются на пять классов через 0,01 мм, обозначаемые буквами А, В, С, D, Е. Им соответствуют следующие диаметры цилиндров, в мм:

• А — 78,94-78,95
• В — 78,95-78,96
• С — 78,96-78,97
• D — 78,97-78,98
• Е — 78,98-78,99

В связи со сложной формой наружной поверхности поршня измерять его диаметр необходимо в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца и на расстоянии 52,4 мм от днища поршня.

В запасные части поставляются поршни классов А, С, Е. Этих классов достаточно для подбора поршня к любому цилиндру, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием размеров. Например, к цилиндрам классов Вид) может подойти поршень класса С. Кроме того, при ремонте двигателей поршни обычно заменяются у изношенных цилиндров, поэтому к незначительно изношенному цилиндру, имевшему класс В, может подойти поршень класса С. Главное при подборе поршня обеспечение необходимого монтажного зазора между поршнем и цилиндром (0,05-0,07 мм).


По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются через 0,0()4 мм на три категории, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня.

Поршни по массе в одном и том же двигателе подобраны с максимально допустимым отклонением ±2,5 г.

Поршневой палец 16 стальной, цементированный, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна с натягом и свободно вращается в бобышках поршня.

Поршневые пальцы, как и отверстия в бобышках поршня, по наружному диаметру подразделяются на три категории через 0,004 мм. Категория пальца маркируется на его торце соответствующим цветом: синим первая категория, зеленым вторая, красным третья. Собираемые палец и поршень должны принадлежать к одной категории.

Поршневые кольца 13, 14, 15, обеспечивающие необходимое уплотнение цилиндра, изготовлены из чугуна. На поршне установлены два компрессионных (уплотняющих) кольца, которые уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и отводят теплоту от поршня, и одно маслосъемное, которое препятствует попаданию масла в камеру сгорания. Кольца прижимаются к стенке цилиндра силами собственной упругости и давлением газов.

Верхнее компрессионное кольцо 13 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность его хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей.

Нижнее компрессионное кольцо 14 скребкового типа (имеет проточку по наружной поверхности), фосфатированное, выполняет также дополнительную функцию и маслосбрасывающего кольца. Кольцо устанавливается обязательно проточкой вниз, иначе возрастают расход масла и нагарообразование в камере сгорания. Маслосъемное кольцо 15 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину — расширитель, обеспечивающий дополнительное прижатие кольца к стенке цилиндра.


Шатуны 43 — стальные, кованые со стержнем двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна разъемная; в ней устанавливаются вкладыши 41 шатунного подшипника. Крышка 42 нижней головки крепится двумя болтами 17 и самоконтрящимися гайками. Шатун обрабатывают вместе с крышкой, и поэтому при сборке Имеющиеся номера на шатуне и крышке должны быть одинаковы и находиться с одной стороны. Через отверстие, расположенное в месте перехода нижней головки шатуна в стержень, проходит масло, смазывающее стенки цилиндра.

Сборка шатуна с поршнем выполняется так, чтобы метка "П" на поршне находилась со стороны выхода отверстия для масла на нижней головке шатуна, если оно на нем есть.

Коленчатый вал 24 отлит из чугуна и является основной силовой деталью двигателя, которая воспринимает действие давления газов и инерционных сил. Материал вала работает на усталость. Повышение усталостной прочности достигается большим перекрытием коренной и шатунной шеек, наличием пяти опор (полноопорный), поверхностной закалкой шеек токами высокой частоты на глубину 2-3 мм, специально выполненными плавными переходами между шейками и щеками, тщательной обработкой напряженных мест.

Смазка от коренных подшипников к шатунным подводится по сверленым каналам, которые закрываются колпачковыми заглушками. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник 20 первичного валы коробки передач. Маховик 18 отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый обод 21 для пуска двигателя стартером. Маховик крепится к заднему торцу коленчатого вала шестью болтами, под которыми установлена общая стальная шайба. Центрируется маховик по наружному диаметру подшипника 20 первичного вала коробки передач.


Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка А (конусообразная лунка около зубчатого обода маховика) и ось шатунной шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну сторону от оси коленчатого вала.

Вкладыши коренных 22, 23 и шатунных 41 подшипников тонкостенные, биметаллические сталеалюминевые. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз щатунного или коренного подшипника, все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Вкладыши 23 первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников одинаковые и взаимозаменяемые, имеют канавку на внутренней поверхности (с 1987 г. нижние вкладыши этих подшипников устанавливаются без канавки). Вкладыш 22 третьего (центрального) коренного подшипника отличается от остальных шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности. Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом горючей смеси и выпуск отработавших газов.

К деталям газораспределительного механизма относятся: распределительный вал, клапаны и направляющие втулки, пружины с деталями крепления, рычаги привода клапанов, газораспределительный механизм приводится в движение от ведущего шкива 29 коленчатого вали зубчатым ремнем 30. Этим же ремнем через другой шкив 32 приводится в движение валик привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса.

Распределительный вал 10, управляющий открытием и закрытием клапанов, чугунный, литой, с закаленными токами высокой частоты трущимися поверхностями кулачков. С 1982 по 1984 г. вместе с изготовлением рычагов 38 из стали 40Х распределительные валы азотировали для повышения износостойкости вместо закалки токами высокой частоты. В результате насыщения поверхности металла азотом и частично углеродом получается упрочненный слой, обеспечивающий повышенную коррозионную стойкость, износостойкость, высокое сопротивление знакопеременным нагрузкам. Упрочненный слой состоит из зоны химических соединений типа Fe2N толщиной до 20 мкм и диффузионной зоны твердого раствора азота и углерода α-Fe глубиной до 0,5 мм.

С 1985 г. устанавливаются распределительные валы с отбелом кулачков. Эти валы имеют отличительный шестигранный поясок между 3-м и 4-м кулачками. Процесс отбеливания заключается в электродуговом оплавлении поверхностей, в результате которого образуется слой так называемого "белого" чугуна, обладающего высокой твердостью.

К переднему торцу распределительного вала крепится центральным болтом ведомый шкив 5. Распределительный вал вращается на пяти опорах в специальном корпусе 9, укрепленном на головке цилиндров в девяти точках.

От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным фланцем 8, помещенным в проточке передней опорной шейки валы, упорный фланец прикреплен к корпусу подшипников распределительного вала двумя шпильками с гайками. Смазка к трущимся поверхностям распределительного вала под; водится от масляной магистрали через канавку на центральной опорной шейке, через сверление по оси вала и отверстия на кулачках и опорных шейках.

Клапаны (впускной 25 и выпускной 28), служащие для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов, расположены в головке блока цилиндров наклонно в один ряд. Головка впускного клапана имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра, а рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде выпускных газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава.

Кроме того, выпускной клапан выполнен составным: стержень из хромоникельмолибденовой стали с лучшей износостойкостью на трение и теплопроводностью для отвода теплоты от головки клапана к его направляющей втулке, а головка из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали. Впускной клапан изготовлен из хромоникельмолибденовой стали.

Пружины (наружная 35 и внутренняя 45) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от рычага привода. Пружины нижними концами опираются на две опорные шайбы 46 и 47. Верхняя опорная тарелка 36 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 37, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса.

Направляющие втулки 26 клапанов изготовлены из чугуна, запрессованы в головку цилиндров и от возможного выпадения удерживаются стопорными кольцами 27. Отверстие во втулке окончательно обрабатывается в сборе с головкой цилиндров, что обеспечивает узкий допуск на диаметр отверстия и точность его расположения по отношению к рабочим фаскам седла и клапана. Для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и стержнем клапана применены маслоотражательные колпачки 31, изготовленные из маслостойкой резины.

Седла клапанов изготовлены из специального чугуна и в охлажденном состоянии запрессованы в нагретую головку цилиндров. Вставные седла клапанов обеспечивают необходимую прочность при воздействии ударных нагрузок.

Рычаги 38 стальные, передают усилие от кулачка распределительного вала клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку регулировочного болта 44 и удерживается пружиной 39, а другим, имеющим специальную канавку для удержания рычага на клапане, — на его торец. Регулировочный болт 44 ввернут во втулку, которая, в свою очередь, ввернута в головку цилиндров. Регулировочный болт стопорится контргайкой.