Детали кривошипно-шатунного механизма дизельных двигателей подвергаются действию высоких давлений и температур, вследствие чего от них требуется повышенная прочность и износостойкость. Повышение прочностных качеств деталей достигается подбором соответствующих материалов и применением наиболее совершенных способов обработки рабочих поверхностей.
Блок цилиндров является базовой деталью двигателя, несущей на себе все его механизмы. Он представляет собой жесткую конструкцию, выполненную в виде тонкостенной отливки из серого легированного чугуна с точно обработанными посадочными местами для установки гильз цилиндров, вкладышей коренных подшипников коленчатого вала и втулок распределительного вала. Блок цилиндров отлит вместе с верхней половиной картера. Гильзы цилиндров мокрые, т. е. их наружная поверхность омывается охлаждающей жидкостью. Гильзы цилиндров легкосъемные, уплотнены в нижнем поясе двумя резиновыми кольцами, в верхней части они входят своими буртиками в выточки блока и прижимаются головками цилиндров. Для повышения износостойкости гильзы отлиты из специального чугуна, обладающего высокими антикоррозийными качествами. Чтобы обеспечить жесткость конструкции, верхняя часть картера опущена ниже оси коленчатого вала, а наружным стенкам блока придана криволинейная форма.
Повышение прочности установки коленчатого вала достигается расточкой гнезд коренных подшипников в блоке вместе с их крышками. Таким образом эти крышки невзаимозаменяемы и должны быть установлены в строго фиксированном положении,
Для возможности установки на одной шатунной шейке коленчатого вала двух шатунов (по одному из каждого ряда цилиндров) левый ряд цилиндров смещен вперед по отношению к первому (у двигателя ЯМЗ-740 на 29,5 мм).
Полости между стенками водяной рубашки и наружными стенками блока со стороны развала использованы для установки штанг толкателей привода клапанов. Наклонные стенки штанговых полостей вместе с горизонтальной стенкой обеспечивают дополнительную жесткость средней части блока. В приливах к поперечным стенкам водяной рубашки выполнены бобышки для крепления болтов головки цилиндров.
У двигателей ЯМЗ-235 и ЯМЗ-238 спереди, а у двигателей ЯМЗ-740 сзади к блоку на болтах крепится литая корытообразная крышка распределительных шестерен. Кроме того, на наружной поверхности блока предусмотрен ряд привалочных поверхностей для крепления деталей и приборов.
Головки цилиндров двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЭ-238 отливают из низколегированного чугуна отдельно для каждого ряда цилиндров, а у двигателя ЯМЗ-740 — из алюминиевого сплава отдельно для каждого цилиндра.
Головки цилиндров крепятся к блоку шпильками, ввертываемыми в его тело (ЯМЗ-236, ЯМЗ-238), или болтами (ЯМЗ-740). Для уплотнения между головкой цилиндра и блоком устанавливают прокладку из асбосталыюго листа со стальной окантовкой отверстий цилиндров и медной окантовкой водяных отверстий. У двигателя ЯМЗ-740 прокладка стальная со свиицово-цинко-вым покрытием, отверстия для прохода воды и масла и прокладка по контуру имеют формованные резиновые уплотнения.
Головки цилиндров имеют водяную рубашку, сообщающуюся с водяной рубашкой блока цилиндров. Отверстия для воды расположены таким образом, чтобы направить ее поток к наиболее нагреваемым местам.
В головки цилиндров вставлены также форсунки для впрыска топлива. У двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЭ-238 для них предусмотрены стаканы из латуни, у двигателей ЯМЗ-740 гнезда, расположенные со стороны выпуска под углом 210° к оси цилиндра.
В верхней плоскости головок устроены площадки для стоек коромысел, приводящих в движение клапаны. На нижней плоскости головки ЯМЗ-740 выполнена расточка, в которую запрессовано стальное кольцо, плотно прижимающее прокладку и исключающее прорыв газов в этом соединении. Правильная фиксация головки относительно блока цилиндров достигается двумя установочными штифтами. В головку запрессованы седла клапанов из специального чугуна и направляющие металлокерами-ческие втулки, через которые проходят стержни клапанов. Сверху головка цилиндров закрывается алюминиевой крышкой с резиновой прокладкой.
Впускной и выпускной каналы размещены по разным сторонам головки. Впускному каналу придают тангенциально профилированную форму для завихрения потока, поступающего в цилиндр воздуха.
Поршни всех двигателей отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава с высокой теплопроводностью. Внешней форме поршня придан сложный профиль переменного сечения с меньшим диаметром верхней части (головки) и большим диаметром нижней части (юбки). Зазор, образующийся между верхней частью поршня и стенкой цилиндра, уплотняется компрессионными кольцами.
Рис. 1. Поршень, кольца и шатун двигателя ЯМЗ-236:
1 — канавки для поршневых колец; 2 — бобышки поршня; 3 — масло-съемные кольца с расширителями; 4 — компрессионные кольца; 5 — камера сгорания в днище поршня; 6 — стержень шатуна; 7 — поршневой палец; 8 — верхняя головка шатуна; 9 — вкладыш нижней головки шатуна; 10 — болты, соединяющие крышку со стержнем шатуна
В головке поршня имеются канавки для поршневых колец У двигателя ЯМЗ-740 в месте расположения верхнего поршневого кольца на поршне установлена вставка из жаропрочного чугуна, имеющего малый коэффициент теплового расширения, благодаря чему уменьшается тепловое расширение поршня.
В средней части поршня расположены бобышки для установки поршневого пальца. Ось отверстия в бобышках поршня смещена по направлению вращения кривошипа, что уменьшает силу ударов поршня о стенки гильзы цилиндра в момент, когда поршень переходит в.м.т. в период сгорания.
Расположенные на поршне компрессионные кольца уплотняют зазор между цилиндровой гильзой и поршнем, маслосъемиые кольца удаляют лишнее масло со стенок цилиндра. У двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЭ-238 установлены три компрессионных и два маслосъемных кольца, у двигателя ЯМЗ-740 — два компрессионных и одно маслосъемное. Сечение компрессионного кольца в виде трапеции предохраняет его от зависания в случае значительного иагарообразования. Для уменьшения износа и улучшения приработки наружная поверхность верхнего кольца имеет пористое хромирование, нижних колец—покрыта тонким слоем олова (ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238) или молибденом (ЯМЗ-740).
Маслосъемные кольца современных двигателей стальные коробчатого сечения. В канавку такого кольца устанавливают витой пружинный расширитель, обеспечивающий прижатие Кольца к стенкам цилиндра. Снаружи кольцо имеет пористое хромирование.
Поршневой палец в виде пустотелого стержня изготовлен из хромоникелевой стали. Наружная поверхность его цементирована на глубину 1,0—1,4 мм и закалена токами высокой частоты. Плавающее крепление не допускает зажатия пальца ни в бобышках поршня, ни в шатуне. От осевого смещения палец удерживается стопорными кольцами, установленными в бобышках поршня. При сборке пальца с поршнем последний нагревают в масляной ванне.
Шатуны, соединяющие поршни с коленчатым валом, изготовлены из хромистой стали. Стержень 6 шатуна имеет двутавровое сечение. Верхняя головка шатуна цельная, в нее запрессовывают бронзовую втулку под поршневой палец.
Нижняя головка шатуна у двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 имеет косой разрез, а у двигателя ЯМЗ-740— прямой с плоским стыком. Косой разрез позволяет уменьшить радиус окружности, описываемой нижней частью шатуна при вращении. Однако в этом случае для повышения надежности соединения на поверхностях разъема шатуна и крышки наносят мелкие шлицы.
У двигателя ЯМЗ-740 болты 10 крепления крышки запрессованы в тело шатуна. Подшипники нижних головок шатунов имеют сменные тонкостенные вкладыши, изготовленные из стальной ленты, покрытой слоем свинцовой бронзы. У двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 вкладыши изготовлены из сталеалюми-ниевой ленты. Крышки шатунных подшипников невзаимозаменяемы.
Коленчатый вал, воспринимающий все усилия, передаваемые на кривошипно-шатунпый механизм, требует особо высокой прочности, изготовляется он горячей штамповкой из высокоуглеродистой стали с последующим азотированием коренных и шатунных шеек. Форма его определяется количеством и расположением цилиндров двигателя. У 8-цилиндровых V-образных двигателей (ЯМЗ-238, ЯМЗ-740) шатунные шейки расположены под углом 90° друг к другу, а у 6-цилиндрового V-образного двигателя ЯМЗ-236 — под углом 120°. Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-236 показан па рис. 2. Коленчатые валы дизельных двигателей имеют перекрытие коренных и шатунных шеек, т. е. в поперечной проекции их сечения частично перекрывают друг друга, чем достигается повышенная жесткость вала. Поверхность коренных и шатунных шеек закаливают токами высокой частоты.
Коленчатые валы дизельных двигателей — полноопорные, т. е. между каждыми двумя шатунными шейками располагается коренная шейка. Кроме того, коренные шейки расположены по обоим концам коленчатого вала. Все коренные шейки коленчатого вала опираются на соответствующие коренные подшипники блока цилиндров.
Рис. 2. Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-236:
1 — болт шкива; 2 — шайба шкива; 3 — шкив коленчатого вала; 4 — гайка крепления противовеса; 5 — замковая шайба: 6 — передний маслоотражатель; 7 — вкладыши коренного подшипника; S— полукольцо упорного подшипника; 9 — маслоотражатель; 10 — противовес на щеке коленчатого вала; 11 — шестерня привода распределительного вала; 12 — выносной противовес
Для лучшего уравновешивания коленчатые валы снабжают противовесами. Противовесы штампуются заодно со щеками коленчатого вала или привертываются к ним винтами. Кроме основных противовесов, расположенных на щеках коленчатого вала, на переднем и заднем его концах, установлены два дополнительных противовеса. У двигателя ЯМЗ-236 один из противовесов выполнен в виде прилива на маховике, а другой выносной — на передней щеке коленчатого вала. У двигателя ЯМЗ-740 дополнительные противовесы напрессованы на вал.
От коленчатого вала приводится распределительный вал, а также ряд других вспомогательных механизмов двигателя. Задний торец коленчатого вала имеет фланец для крепления маховика.
От осевого смещения коленчатый вал удерживается четырьмя сталеалюмиииевыми полукольцами, входящими в выточки задней опоры вала. Коленчатый вал спереди и сзади уплотнен резиновыми самоподвижными сальниками.
Шатунные шейки коленчатого вала имеют наклонные полости, которые используются для центробежной очистки масла, подаваемого из коренных подшипников по сверленым каналам. Частицы грязи при вращении вала отбрасываются к периферии и оседают на стенках полости. Снаружи полости закрыты заглушками с резьбой. При капитальном ремонте двигателя их вывертывают, а полости тщательно очищают.
В отличие от взаимозаменяемых вкладышей шатунных подшипников верхние и нижние вкладыши коренных подшипников невзаимозаменяемы. В верхних вкладышах коренных подшипников выполнены отверстия для прохода масла и кольцевые канавки для равномерного образования смазывающего слоя. От проворачивания и бокового смещения вкладыши удерживаются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные в постелях блока и крышках подшипников. Крышки коренных подшипников дополнительно стягиваются горизонтально расположенными болтами (ЯМЗ-740).
Маховик, служащий для повышения равномерности вращения коленчатого вала и вывода поршней из мертвых точек, выполнен в виде массивного литого диска.
Коленчатый вал балансируется в сборе с маховиком. Правильность установки маховика на коленчатом валу обеспечивается наличием на фланце коленчатого вала двух установочных штифтов, имеющих несимметричное расположение. Для надежного крепления маховика применяются болты из легированной стали, предохраняемые от самоотвертывания стопорными пластинами. На обработанную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый венец, с которым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя.
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
Остались вопросы по теме:
"Блок цилиндров, головка, кривошипно-шатунный механизм"
— воспользуйтесь поиском.
→ Машины городского хозяйства
→ Естественная история машин
→ Транспортная психология
→ Пожарные автомобили
→ Автомобили-рефрижераторы
→ Монтаж и эксплуатация лифтов
→ Тракторы