Строительные машины и оборудование, справочник





Кривошипно-шатунный механизм двигателя КрАЗ

Категория:
   Автомобили КрАЗ


Кривошипно-шатунный механизм двигателя КрАЗ

Коленчатый вал изготовлен из высокоуглеродистой стали БОГ методом горячей штамповки. Он имеет пять коренных и четыре шатунные шейки. В процессе изготовления вал подвергается закалке и отпуску до твердости НВ 229—269, а поверхности шатунных и коренных шеек, а также шеек под сальники подвергаются закалке до твердости HRC 52—62. Глубина закаленного слоя коренных и шатунных шеек составляет 3—4 мм, а на шейках под сальники — 1—2 мм.

До февраля 1971 г. диаметр коренных и до августа 1969 г. диаметр шатунных шеек соответственно был 105_0,oi5 и 85_0,ois мм. Изменение диаметра коренных шеек введено с двигателя № 142100, шатунных — с № 91050. Оно достигнуто за счет применения тонкостенных вкладышей без изменения диаметра отверстий в коренных опорах и нижних головках шатунов. При этом изменились размеры полукольца упорного подшипника коленчатого вала и увеличен радиус противовесов на щеках вала со 132,5 до 134,5 мм. Связующими элементами между шатунными и коренными шейками вала являются толстостенные щеки. Переходные галтели имеют радиус 6_о,5 мм. Чистота поверхности шеек и переходных галтелей выполнена не грубее 9-го класса (0,32—0,2 мкм).

Для уравновешивания двигателя и разгрузки коренных подшипников от сил инерции возвратно-поступательно движущихся мад.с поршней и шатунов, неуравновешенных центробежных сил, на щеКсУх коленчатого вала установлены шесть противовесов, в сборе с которыми проводится балансировка вала. На щеках, соединяющих 2-ю и 3-ю шатунные шейки с 3-й коренной шейкой, противовесы не устанавливаются. Для уменьшения размеров и массы кривошипно-ша-тунного механизма и двигателя в целом в систему уравновешивания дополнительно введены выносные массы, расположенные в маховике и закрепленные в виде противовеса на носке коленчатого вала.



Передний выносной противовес напрессован на передний конец коленчатого вала и зафиксирован относительно оси первой шатунной шейки шпонкой. Каждый противовес, установленный на щеках, крепится двумя болтами. Болты затянуты (момент 18—20 кгс-м), а их головки приварены к противовесу. В случае ослабления затяжки болтов противовесов необходимо срубить сварку, подтянуть болты (момент тот же) и приварить головки к противовесу. Повторную приварку нельзя вести по периметру головки болта.

Для обеспечения смазки шатунных подшипников в щеках и шатунных шейках коленчатого вала просверлены масляные каналы (рис. 13). Полости в шатунных шейках образованы двумя наклонными каналами диаметром 30 мм. Со стороны щек в каналы запрессованы заглушки 5. Масляные полости в шатунных шейках являются дополнительными грязеуловителями, в которых грязевые частицы центробежной силой отбрасываются к внешней части полостей. Масло подается к шатунным вкладышам через четыре сквозных отверстия 4.

К переднему противовесу гайкой со специальной стопорной шайбой прижат маслоотражатель. В носке переднего конца вала имеется резьбовое отверстие, в которое ввертывается болт крепления шкива клиноременной передачи. Шкив напрессовывается до упора в бурт вала и фиксируется шпонкой.

На задний конец коленчатого вала напрессован маслоотражатель. К фланцу задней части вала болтами прикреплен маховик. Относительно вала он фиксируется двумя установочными штифтами, запрессованными в задний торец вала. Для опорного подшипника первичного вала коробки передач в торце заднего конца вала имеется осевое отверстие.

Коленчатый вал для предотвращения от осевого перемещения фиксируется четырьмя упорными полукольцами из бронзы ОЦС 5-5-5, выполняющими роль упорных подшипников. Полукольца установлены в выточках блока и в крышке задней коренной опоры. От проворачивания они фиксируются двумя штифтами, запрессованными в крышку заднего коренного подшипника. Осевое перемещение вала не должно превышать 0,121—0,265 мм.

Уплотнение коленчатого вала обеспечивается резино-армирован-ными самоподжимными сальниками. Передний сальник установлен в крышке шестерен распределения, задний — в картере маховика.

Коренные и шатунные подшипники изготовлены в виде тонкостенных вкладышей из сталеалюминиевой полосы. Ранее на двигателях ЯМЭ-238 устанавливались вкладыши с рабочим слоем из свинцовистой бронзы. Тонкостенные вкладыши шатунных подшипников внедрены в августе 1969 г. с двигателя № 91050, а вкладыши коренных подшипников в феврале 1971 г. — с двигателя № 142100. Старые и новые вкладыши невзаимозаменяемы. Верхний и нижний тонкостенные вкладыши коренных подшипников также невзаимозаменяемы, так как в верхнем вкладыше выполнены отверстие для подвода масла и канавка для его распределения. Вкладыши шатунных подшипников взаимозаменяемы.

Рис. 13. Масляные каналы коленчатого вала и заглушки полостей шатунных шеек:
а — на двигателях выпуска до 1967 г.; б — на двигателях-выпуска с февраля 1967 г. 1 — коренная шейка; 2— маслоподающий канал4} 3 — шатунная шейка; 4 — отверстие для подачи-масла к шатунным подшипникам; 5 — заглушка

От проворачивания и осевых перемещений вкладыши удерживаются силой трения, возникающей в контакте с постелью от затяжки болтов, и специальными выступами на наружной поверхности. Эти выступы входят в соответствующие пазы в постелях блока и нижней головки шатунов.

Для . возможности ремонта коленчатого вала предусмотрены шесть ремонтных размеров вкладышей (табл. 2). Клеймо ремонтного размера наносится на тыльной стороне вкладыша недалеко от стыка. Не рекомендуется перешлифовывать коренные шейки коленчатых валов основных и ремонтных размеров с диаметра 110 на 105 мм и шатунные шейки с диаметра 88 на 85 мм, так как при этом с поверхности шеек снимается слой закаленного металла. Уменьшение диаметра может вызвать также образование микротрещин, значительно снизить усталостную прочность вала и нарушить его балансировку.

Маховик изготовлен из специального чугуна и крепится к заднему торцу коленчатого вала восемью болтами из легированной стали. Момент затяжки болтов 20—22 кгс-м. Для предотвращения самоотворачивания болты стопорятся замковыми пластинами. Каждая пластина устанавливается под головки двух соседних болтов так, чтобы фигурный выступ ее находился против установочных штифтов маховика, запрессованных в торец коленчатого вала.

На переднем торце маховика выполнена специальная полость, обеспечивающая создание направленного дисбаланса. Балансировка маховика производится отдельно от коленчатого вала, поэтому маховики двигателя ЯМЗ-2Э8 взаимозаменяемы. На наружном торце маховика крепится зубчатый венец, входящий в зацепление с приводной шестерней стартера. Венец имеет 115 зубьев (модуль 4,25 мм), центрируется внутренней поверхностью (диаметр 424+0,12 мм) на выступе маховика (диаметр 4241о,225 мм) и крепится двенадцатью болтами. Болты стопорятся специальными шайбами. Для проворачивания коленчатого вала при регулировках двигателя на наружной поверхности маховика имеется двенадцать радиальных отверстий диаметром 14 мм и метки для установки угла опережения впрыска топлива.

На заднем торце маховика сделана выточка глубиной 78±0,1 * мм для фрикционных дисков и направляющие пазы для среднего и нажимного дисков сцепления. Кольцевая поверхность ограничена диаметрами 415 и 215 мм.

Шатун (рис. 14) двутаврового сечения изготовлен из стали 40ХФА. Масса шатуна — 4020 г. Масса, отнесенная к верхней головке, составляет 1600 + 7 г, к нижней головке — 2420±7 г.

Нижняя головка имеет косой разъем под углом 55°30’ к продольной оси. Это обеспечивает демонтаж и монтаж поршня в сборе с шатуном через гильзу цилиндров при общем наружном диаметре нижней головки шатуна, превышающем диаметр цилиндра.

Расточка под вкладыши в нижней головке шатуна выполнена в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. Для обеспечения комплектности на стыке со стороны длинного болта выбиты числовые метки, одинаковые для шатуна и крышки. Число обозначает условный порядковый номер шатуна.

Крышка 6 нижней головки крепится к шатуну двумя болтами, изготовленными из стали 40ХН2МА. Болты вворачиваются непосредственно в тело шатуна и затягиваются (момент 17—19 кгс-м). До июня 1973 г. болты предохранялись от самоотворачивания специальными замковыми шайбами, повторное использование которых после разборки соединения не допускалось. В июне 1973 г. с двигателя ЯМЭ-238 № 2434-76 замковые шайбы аннулированы. Для разгрузки болтов от срезающих усилий стык крышки и тела шатуна имеет треугольный шлиц (гребенку). Перед сборкой шатуна с крышкой резьба болтов смазывается графитовой смазкой, а затяжка начинается с длинного болта.

Рис. 14. Шатун с поршнем в сборе:
1 — поршень; 2 —компрессионные кольца; 3 — верхнее маслосъемное кольцо; 4 — нижнее маслосъемное кольцо; 5 — шатун; 6 — крышка нижней головки; 7 — поршневой палец; 8 — стопорное кольцо; 9 — расширительное кольцо

Вкладыши шатунного подшипника устанавливаются в расточку нижней головки, имеющей диаметр 93 мм. Для фиксации от проворачивания и осевого смещения вкладышей в крышке и теле шатуна выполнены пазы под специальные Уступы на вкладышах. До августа 1969 г. в нижней головке шатуна делалась канавка глубиной 5 мм и шириной 6 мм для подачи масла в канал шатуна. С двигателя ЯМЭ-238 № 91050 канавка ликвидирована. Это вызвано применением тонкостенных вкладышей и изменением расположения отверстия во вкладыше для подачи масла в канал шатуна.

Верхняя головка шатуна растачивается под диаметр 56+0’03 мм.

В нее запрессовывается бронзовая втулка с наружным диаметром 56±0°;шмм. После обработки втулки в сборе с шатуном ее внутреннии диаметр равен 50 мм. На внутренней поверхности втулки выполнена кольцевая канавка, которая обеспечивает подвод масла к трущимся поверхностям пальца и втулки при работе двигателя. Кольцевая канавка втулки соединена с масляным каналом, просверленным в теле шатуна, отверстием диаметром 10 мм, ось которого совмещена с осью масляного канала. Для подгонки шатуна по массе на верхних и нижних его головках выполнены бобышки для снятия металла.

Поршень сложной геометрической формы изготовлен из высококремнистого алюминиевого сплава. Юбка и головка поршня имеют некруглое поперечное сечение и непрямолинейную продольную образующую. В поперечном сечении юбка поршня выполнена по форме овала с переменной по высоте разностью осей. Поверхность юбки покрыта слоем олова толщиной 0,003—0,006 мм для улучшения приработки поршня к гильзе.

Цилиндрический пояс головки поршня имеет овальное сечение,, большая ось которого лежит в плоскости, перпендикулярной к оси поршневого пальца. В диаметральном сечении профиль поршня представляет собой плавную бочкообразную кривую. Такая сложная форма поршня позволила обеспечить надежность его работы при сравнительно малых зазорах между юбкой поршня и гильзой,, равных 0,19—0,21 мм. Для обеспечения указанного зазора поршни и гильзы цилиндров по внутреннему диаметру разбиты на шесть размерных групп. Каждый цилиндр двигателя при сборке комплектуется поршнем и гильзой одной размерной группы. Клеймо наносится на днищах поршней.

В толстостенном днище поршня расположена часть камеры сгорания тороидальной формы, что способствует завихрению воздушного заряда, улучшает распыливание, смешивание и сгорание топлива.

В августе 1969 г. в связи с увеличением диаметра шатунных шеек коленчатого вала были увеличены масса и радиус противовесов на щеках вала. Это изменение вызвало уменьшение длины поршня со 175 до 172,5 мм. На боковой поверхности поршня имеется пять канавок для поршневых колец. В трех верхних канавках, имеющих в сечении форму прямоугольной трапеции, устанавливаются компрессионные кольца 2. Для отвода масла, снимаемого мас-лосъемными кольцами с поверхности цилиндра, в канавках выполнено 26 отверстий диаметром 4 мм.

В отверстиях под палец проточены кольцевые канавки для установки стопорных колец, ограничивающих осевое перемещение пальца.

Масса обработанного поршня составляет 2780±10 г. Для подгонки поршней по массе снимается металл с внутренней утолщенной нижней части. При сборке поршня с шатуном объем расположенной в нем части камеры сгорания смещается в сторону высокой бобышки нижней крышки шатуна.

Поршневой палец 7 изготовлен из стали 12ХНЗА с последующей Цементацией наружной поверхности на глубину от 1,0 до 1,4 мм, закалкой и отпуском до твердости HRC 56—65. Наружный диаметр пальца после шлифовки равен 50_0,008 мм. Для установки пальца поршень предварительно нагревается в масляной ванне до температуры 80—100° С. Благодаря этому палец легко входит в отверстия бобышек поршня под действием усилия руки. Запрессовка пальца в поршень не допускается.

Комплект поршневых колец состоит из трех компрессионных и двух маслосъемных колец. Верхнее компрессионное кольцо, как наиболее нагруженное, отливается из модифицированного чугуна специального химического состава и в заготовке термообрабаты-вается до твердости НВ 94—102. Остальные поршневые кольца изготовляются из специального чугуна и подвергаются искусственному старению после предварительной обработки торцов.

Компрессионные кольца в сечении имеют форму прямоугольной трапеции с углом наклона рабочей поверхности 10°± 10’, что снижает их закоксовывание. Высота кольца равна 3,5 мм, радиальная толщина — 5,4 мм. Наружная цилиндрическая поверхность верхнего кольца покрыта слоем пористого хрома толщиной 0,1—0,2 мм. На наружной цилиндрической поверхности 2-го и 3-го компрессионных колец сделано по три кольцевые канавки глубиной 0,3 мм. Поверхность канавок покрыта слоем олова толщиной от 0,010 до 0,015 мм для улучшения приработки колец в гильзе.

Маслосъемные кольца 3 и 4 имеют прямоугольное сечение. Оба кольца одинаковы по конструкции и размерам. На наружной цилиндрической поверхности маслосъемного кольца сделана канавка, образующая две рабочие кромки. Для снижения расхода масла на угар рабочая кромка со стороны канавки притуплена фаской и имеет ширину 0,5 мм. Посередине канавки выполнены отверстия для отвода масла. С декабря 1973 г. для снижения расхода масла до 0,5—1% от расхода топлива под маслосъемные кольца устанавливается расширитель кольца, изготовленный из стальной ленты толщиной 0,6 мм и шириной 6 мм. Расширитель имеет по периметру местные перегибы, выполненные в шахматном порядке, которые обеспечивают кольцу достаточную жесткость и возможность отвода масла, проходящего через отверстия в маслосъемном кольце. В связи с этим изменена толщина маслосъемного кольца с 5,4 мм на 4,5 мм, а также диаметр канавок под маслосъемные кольца на поршне со 117 на 117 мм.

Поршневые кольца имеют прямой замок. Зазор в замке сжатого кольца, помещенного в гильзу цилиндра, должен быть от 0,45 до 0,65 мм. Замки рядом расположенных колец на поршне должны быть повернуты один относительно другого на 180°.

Читать далее:

Категория: - Автомобили КрАЗ

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины