Тип двигателя определяет применяемые способы смесеобразования и воспламенения топлива, а также вид потребляемого жидкого топлива. Наиболее распространенными двигателями автомобилей, используемых для установки на них кранов, являются бензиновые четырехтактные карбюраторные двигатели и дизели как двухтактные, так и четырехтактные. Последние широко применяются на автомобилях МАЗ-500 и КрАЗ-219.

Литровая мощность получается делением наибольшей мощности двигателя на рабочий объем его цилиндров. Она характеризует эффективность использования рабочего объема двигателя.

Удельный расход топлива определяется делением расхода топлива в единицу времени на эффективную мощость двигателя. Этот показатель измеряется расходом топлива в граммах на одну эффективную лошадиную силу развиваемой двигателем мощности за один час его работы и характеризует экономичность двигателя.

Сухой вес двигателя — вес двигателя без сцепления и коробки передач, а также без заполнения его смазкой и охлаждающей жидкостью.
Удельный вес двигателя получается делением его сухого веса, на наибольшую мощность. Величина удельного веса характеризует степень совершенства конструкции двигателя.

Основные данные наиболее распространенных автомобильных двигателей, применяемых на кранах, приведены в табл. 5.

Таблица 5
Техническая характеристика автомобильных двигателей

Автомобильный двигатель характеризуется также зависимостью развиваемой мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленчатого вала. Такая зависимость выражается обычно графиком, который называют внешней характеристикой двигателя.

На рис. 28 показана внешняя характеристика двигателя ЗИЛ-164, где значения мощности Ne, крутящего момента Мкр и удельного расхода ge, зависящие от числа оборотов, даны при полностью открытом дросселе карбюратора.

Сцепление

Сцеплением называется механизм, предназначенный для плавного соединения и разъединения вращающегося вала двигателя с агрегатами силовой передачи автомобиля. Сцеплением пользуются не только при движении автомобильного крана, но и при работе механизмов крана: при включении и выключении реверса, шестерен в распределительной коробке и в других случаях.

Рис. 28. Внешняя характеристика двигателя ЗИЛ-164

Автомобильные сцепления представляют собой дисковые фракционные муфты специальной конструкции. Они обеспечивают быстрое соединение и разъединение двигателя с силовой передачей, а также хороший отвод тепла от трущихся деталей и не требуют частых регулировок. Сцепление соединяет коленчатый вал двигателя с первичным валом коробки передач. Размещается оно обычно у маховика, закрепленного на конце коленчатого вала двигателя.

Сцепление автомобиля ЗИЛ-164 двухдисковое, сухое с двенадцатью нажимными пружинами (рис. 29). Ведущая часть сцепления—маховик и два нажимных диска 2 и 3, установленные на шести пальцах 10.

На конце первичного вала коробки передач установлены два ведомых диска со ступицами.

Задний нажимной диск соединен регулировочными пыльцами с шестью рычагами, которые внутренними концами опираются на выжимную муфту, а наружными — на головки пальцев. Выжимная муфта связана с педалью сцепления, находящейся в кабине автомобиля. При нажатии на педаль муфта передвигается в сторону маховика и давит на внутренние концы выжимных рычагов. Наружные концы рычагов при этом перемещаются в обратном направлении, в результате чего ведомые диски освобождаются и сцепление выключается.

Сцепление автомобиля ЗИЛ-130 однодисковое, сухое, с шестью нажимными, пружинам» и пружинным гасителем крутильных колебаний. По своему устройству в остальной части не отличается от сцепления автомобиля ЗИЛ-164.

Сцепление автомобиля ГАЗ-51А однодисковое, сухое, с девятью нажимными пружинами, не отличается от сцепления автомобиля ЗИЛ-130.

Рис. 29. Сцепление автомобиля ЗИЛ-164: 1 — маховик; 2, 3 — нажимные диски; 4 — регулировочный палец; 5—ведомые диски; 6 — рычаг; 7 — выжимная муфта; 8 первичный вал коробки передач; 9— нажимная пружина; 10 — установочный палец

Сцепление автомобиля МАЗ-200 однодисковое, сухое, с одной центральной конусной пружиной (рис. 30) и веерообразно расположенными рычагами включения. Сцепление устанавливается в маховике. Ведомый диск имеет гаситель крутильных колебаний. Нажимной диск снабжен отжимными пружинами. Опорное кольцо соединено четырьмя шпильками с кожухом. Под гайки шпилек установлены регулировочные шайбы. Центральная пружина находится в сжатом состоянии между опорным кольцом и фланцем подвижной втулки.

На внутреннем конце последней при помощи шарикового держателя крепится рычаг.

Веерообразно расположенные рычаги, опираясь на кольцевой выступ опорного кольца, давят наружными концами на выступы нажимного диска и удерживают сцепление во включенном состоянии, при этом рычаги имеют такое соотношение плеч, которое увеличивает усилие пружины, передаваемое нажимному диску. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение усилия центральной пружины по поверхности нажимного диска.

Рис. 30. Сцепление автомобиля МАЗ-200:
1 — маховик; 2 — ведомый диск; 3 — отжимные пружины; 4 — нажимной диск; 5 — рычаг; 6 — опорное кольцо; 7 — конусная пружина; 3 — муфта; 9 — вилка; 10 — валик; 11 — шариковый держатель; 12 — шпилька; 13 — регулировочные шайбы; 14 — кожух; 15 — гаситель крутильных колебаний

Включается сцепление муфтой, управление которой осуществляется из кабины автомобиля педалью сцепления, связанной с муфтой через валик и вилку.

Коробка передач

Коробка передач позволяет при неизменном числе оборотов коленчатого вала двигателя изменять число оборотов в агрегатах силовой передачи автомобиля, а следовательно, изменять и усилие, подводимое к ведущим колесам автомобиля.

Коробка передач автомобиля ЗИЛ-164 (рис. 31) трехходовая, пятиступенчатая с пятью передачами для движения вперед и одной для движения назад. Четвертая передача прямая, пятая — повышающая. Пары шестерен третьей и пятой передач имеют косой зуб и находятся в постоянном зацеплении. Шестерни могут свободно вращаться на вторичном валу. Первая и вторая передачи включаются при сцеплении соответственно шестерен. Передача заднего хода осуществляется включением между шестернями промежуточного вала и шестерней блока шестерен заднего хода. Третья, четвертая и пятая передачи включаются зубчатыми муфтами с внутренним зацеплением.

Передачи переключаются вручную при помощи рычага, расположенного на крышке коробки передач. При перемещении рычага вперед или назад передвигаются ползуны. Вместе с ползуном перемещается одна из вилок, соединенных с шестернями или муфтой.

Коробка передач автомобиля ЗИЛ-130 отличается от коробки передач автомобиля ЗИЛ-164 тем, что пятая передача у нее прямая, для включения второй и третьей, а также четвертой и пятой передач установлены два синхронизатора инерционного типа.

Коробка передач автомобиля ГАЗ-51А трехходовая, четырехступенчатая с четырьмя передачами для движения вперед и одной для движения назад. Четвертая передача прямая. Переключаются передачи вручную при помощи рычага.

Коробка передач автомобиля МАЗ-200 (рис. 32) пятиступенчатая, с двумя специальными муфтами, называемыми синхронизаторами, облегчающими включение шестерен. Коробка имеет пять передач для движения вперед и одну назад. Четвертая передача прямая, пятая — повышающая. Шестерни второй, третьей и пятой передач имеют косой зуб и находятся в постоянном зацеплении. Шестерни свободно посажены на вторичном валу.

Синхронизаторы, выравнивающие скорости включаемых шестерен, облегчают управление коробкой, уменьшают удары в зубьях шестерен при включении передач и снижают износ зубьев.

Коробка передач имеет принудительную смазку от шестеренного насоса.

Рис. 31. Коробка передач автомобиля ЗИЛ-164:
ё — первичный вал; 2 — промежуточный вал; 3 — шестерня промежуточного вала; 4 — шестерня отбора мощности; 5 и 15 — шестерни пятой передачи; 6 и 14 — шестерни третьей передачи; 7 и 12 — шестерни второй передачи; 8 и 10 — шестерни первой передачи; 9 — вторичный вал; 11, 13 и 17 — вилки переключения; 16 — ры-переключения; 18 — муфта пере-19, 20 и 21 — ползуны

Рис. 32. Коробка передач автомобиля МАЗ-200:
1 — первичный вал; 2 — масляный насос; 3 — шестерня промежуточного вала; 4 и 19 — шестерни пятой передачи; 5 и 18 — шестерни : третьей передачи: 6 и 15 — шестерни второй передачи; 7 я 13 — шестерни первой передачи; 8 — промежуточный вал; 9 — вторичный вал; 10, 11 и 12 — валики переключения; 14, 17 и 21 — вилки переключения; 16 и 20 — синхронизаторы; 22 — рычаг переключения; 23 — шестерня четвертой передачи

Переключаются передачи так же, как и на автомобиле ЗИЛ-164.

Автомобили МАЗ-500 и КрАЗ-219 имеют коробку передач такую же, как и автомобиль МАЗ-200.

В табл. 6 приведены передаточные числа в коробках передач некоторых автомобилей.

Таблица 6
Передаточные числа в коробках передач автомобилей

Коробка отбора мощности

Коробка отбора мощности на автомобильных кранах обеспечивает возможность использования крутящего момента двигателя стандартного автомобиля для привода механизмов крана при механическом приводе, генератора — при электрическом приводе и гидронасоса — при гидравлическом приводе.

На автомобильных кранах применяются шестеренчатые коробки отбора мощности двух групп.

Коробки отбора мощности первой группы передают крутящий момент от двигателя к механизмам крана при его работе или ведущим колесам при движении крана своим ходом. Такая коробка отбора мощности устанавливается на двухосном автомобиле между коробкой передач и задним мостом вместо промежуточной опоры карданного вала.

С вторичным валом коробки передач и валом редуктора заднего моста ее соединяют специально укороченными для этой цели карданными валами.
Коробки отбора мощности первой группы применяются на кранах с механическим (ЛАЗ-690, К-32, АК-5, АК-5Г, К-61, К-51, К-53, МКА-10М), электрическим (СМК-7 и К-52) и гидравлическим приводами (4056 и МКА-10Г).

Коробки отбора мощности второй группы служат для передачи крутящего момента двигателя только механизмам крана. При движении крана своим ходом крутящий момент, подводимый к ведущим колесам, через нее не передается. Такая коробка отбора мощности устанавливается на двухосном автомобиле непосредственно на корпусе коробки передач (справа по ходу, на специальном фланце), и ее шестерня входит в зацепление с шестерней отбора мощности, имеющейся на промежуточном валу коробки передач.

На трехосном автомобиле коробка отбора мощности устанавливается на корпусе раздаточной коробки вместо снятой для этой цели верхней крышки.
Коробки отбора мощности второй группы применяются на кранах с механическим (АК-5Г, ГКМ-5Р, КТС-ЗГ, КТС-ЗВ и АК-75), электрическим (К-2,5-1Э, К-Ю4 и К-162) и гидравлическим приводами (4030).

Коробка отбора мощности кранов ЛАЗ-690 и К-32 (рис. 33) состоит из корпуса, трех цилиндрических шестерен, находящихся в постоянном зацеплении, а также ведущего и ведомого валов. Последний установлен на двух шарикоподшипниках. Ведущий вал установлен на шариковом и роликовом подшипниках и располагается внутри ведомого вала. Ведущая шестерня на валу посажена свободно. На этом же валу на шлицах установлена зубчатая муфта, по которой передвигается каретке. Ведомая шестерня установлена на шлицах на валу.

Каретка перемещается по шлицам муфты при помощи валика с вилкой. Когда каретка занимает крайнее левое положение, она соединяется с шестерней, при этом крутящий момент передается через ведомый вал на механизм крана. Когда каретка занимает крайнее правое положение, она соединяется с ведомым валом и крутящий момент передается к ведущим колесам автомобиля.

Управление коробкой отбора мощности производится рычагом, расположенным в кабине автомобиля. Рычаг соединен тягой с валиком, который удерживается в соответствующих положениях пружинным фиксатором.

Смазываются детали коробки отбора мощности в результате разбрызгивания масла при вращении шестерен. Заливают масло в корпус коробки через верхний люк, для чего снимают крышку. Сливают через отверстие в нижней части корпуса, закрытое резьбовой пробкой. Для устранения течи масла на выходных валах имеются уплотнительные устройства.

Коробка отбора мощности кранов АК-5Г и АК-5 несколько отличается от рассмотренной. Переключение в коробке осуществляется не зубчатой муфтой, а шестерней-кареткой, которая может перемещаться по шлицам ведущего вала.

Рис. 33. Коробка отбора мощности кранов ЛАЗ-690 и К-32:
1 — ведущий вал; 2 — валик; 3, 4 и 5 — цилиндрические шестерни; 6 — крышка; 7 — ведомый вал; 8 — корпус; 9 — вилка; 10 — каретка; 11 — муфта; 12 — ведомый вал; 13 — уплотнительное устройство; 14 — пробка

При работе крана наружные зубья шестерни-каретки находятся в зацеплении с промежуточной шестерней коробки. При передаче вращения ведущим колесам автомобиля внутренние зубья шестерни-каретки соединяются с наружными зубьями ведомого вала.

Рис. 34. Коробка отбора мощности кранов К-61, К-51 и К-53:
1 — каретка; 2 — ведомый вал

Рис. 35. Коробка отбора мощности крана СМК-7:
1 — ведущая шестерня; 2 и 3 — валы; 4 — подвижная каретка

Коробка отбора мощности кранов К-61, К-51 и К-53 (рис. 34) по конструкции и принципу действия аналогична рассмотренным, но выполнена более мощной, ее шестерня-каретка имеет наружные зубья, а ведомый вал — внутренние. Устанавливается коробка на автомобиле МАЗ-200.

Коробка отбора мощности кранов МКА-10М, К-52 и МКА-10Г по устройству сходна с коробкой отбора мощности крана К-61, но имеет четыре цилиндрических шестерни: ведущую (шестерню-каретку) , две промежуточные и одну ведомую.

Коробка отбора мощности крана СМК-7 (рис. 35) имеет шестерни с косым зубом, которые находятся в постоянном зацеплении. Ведущая шестерня выполнена в виде полого цилиндра, на наружной поверхности которого имеется зубчатый венец, а с левого торца — внутренние зубья. Во внутренней полости шестерни соосно установлены на подшипниках качения валы.

Рис. 36. Коробка отбора мощности кранов АК-5Г(М), АК-75, ГКМ-5Р, КТС-ЗГ и КТС-ЗВ:
1 — валик; 2 — корпус; 3 — шестерня; 4 – каретка; 5 — вилка; 6 — шестерня отбора мощности

На левом конце вала предусмотрен фланец с внутренними зубьями. Подвижная каретка имеет зубчатый буртик и может перемещаться по шлицам вала. При крайнем левом положении она соединяет вал с шестерней, т. е. привод к генератору, а в крайнем правом положении — вал с валом, т. е. привод к ведущим колесам автомобиля. Коробка отбора мощности крана 4056 аналогична коробке отбора мощности крана ЛАЗ-690.

Коробка отбора мощности модернизированного крана АК-5Г и кранов ГКМ-5Р, КТС-ЗГ, КТС-ЗВ и АК-75, устанавливаемых на автомобиле ЗИЛ-164, показана на рис. 36. В корпусе на двух шарикоподшипниках располагается валик. На гладкой цилиндрической части его свободно посажена шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней отбора мощности 6 коробки передач автомобиля. На шлицевой части валика имеется шестерня-каретка. При крайнем левом положении ее крутящий момент от двигателя через коробку передач (шестерню 6) передается шестерне и далее через шестерню-каретку валику, который соединен карданным валом с редуктором неповоротной рамы крана. При крайнем правом положении шестерни-каретки коробка выключается.

Перемещается шестерня-каретка вилкой 5, закрепленной на подвижном валике, соединенном тягой с рычагом управления.

Рис. 37. Коробка отбора мощности крана К-2.5-1Э:
1— рычаг; 2 — валик; 3 — ходовой валик; 4 — поводок; 5 — каретка; 6 — шестерня

Рис. 38. Коробка отбора мощности кранов К-104 и К-162:
1 — корпус; 2 — ось; 3 — промежуточная шестерня; 4 — каретка; 5 — вилка; 6 — вал; 7 — карданный вал

Коробка отбора мощности крана К-2,5-1Э (рис. 37) устанавливается на автомобиле ГАЗ-51А. Устройство ее сходно с коробкой, описанной выше, и отличается лишь механизмом переключения.

При перемещении рычага в положение «На себя» поводок, поворачиваясь вместе с валиком, передвигает ходовой валик и включает каретку с шестерней. Коробка включена, крутящий момент от двигателя передается валу генератора. При перемещении рычага в положение «От себя» коробка выключена. Коробка отбора мощности кранов К-Ю4 и К-162 (рис. 38) стандартная, применяется на трехосных автомобилях КрАЗ-219 и ЯАЗ-210. Она состоит из корпуса, оси, на которой на роликовых подшипниках установлена шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней отбора мощности ведущего вала раздаточной коробки автомобиля.

В верхней части корпуса расположен ведомый вал с шестерней-кареткой. Перемещается последняя вилкой, закрепленной на подвижном валике, соединенном тягой с рычагом управления.

Когда шестерня-каретка соединяется с промежуточной шестерней, вращение передается валу и через карданный вал ротору генератора.

Рис. 39. Коробка отбора мощности крана 4030:
1 — корпус; 2 — вал; 3 — призматическая шпонка; 4 — ведомая шестерня; 5 — ведущая шестерня; 6 — валик; 7 — пружинные шайбы; 8 — рычаг; 9 — шестерня коробки передач

Коробка отбора мощности крана 4030 (рис. 39) состоит из корпуса, в котором находятся ведущая и ведомая шестерни. Ведущая шестерня установлена на двух шариковых подшипниках на валике и удерживается от перемещения двумя пружинными шайбами, однако валик имеет возможность осевого перемещения вместе с шестерней. Ведомая шестерня при помощи призматической шпонки насажена на валу, установленном на двух шарикоподшипниках, один из которых находится в корпусе коробки отбора мощности, другой — в корпусе гидронасоса, закрепленном на специальном фланце коробки отбора мощности.

Ведущая шестерня, оставаясь в постоянном зацеплении с ведомой шестерней, может быть введена, кроме того, в зацепление с шестерней коробки передач, что обеспечивает работу гидронасоса. Для отключения гидронасоса шестерня должна быть выведена из зацепления с шестерней коробки передач.

Осевое перемещение шестерни вместе с валиком производится рычагом, установленным на корпусе коробки отбора мощности.

Чтобы на этих числах оборотов получить мощность 15,5 л. с, двигатель должен работать на прикрытом дросселе. Загрузка его при этом будет составлять 19%. При работе крана на первой передаче в коробке передач загрузка двигателя снижается до 10%. Когда кран работает с грузами, меньшими по весу, процентная его загрузка снижается еще больше.

Такое положение относится ко всем автомобильным кранам.

Известно, что удельный расход топлива в г/л. с. ч с увеличением прикрытия дросселя карбюратора повышается. На рис. 40 изображена дроссельная характеристика двигателя ЗИЛ-164, которая показывает удельный расход топлива в зависимости от процентной загрузки двигателя автомобиля.

У крана ЛАЗ-690 при загрузке двигателя на 19% удельный расход топлива составляет примерно 620 г/л. с. ч, увеличиваясь с уменьшением загрузки и числа оборотов двигателя.

Кран ЛАЗ-690 имеет малую грузоподъемность, всего 3 тс, и значительный запас мощности по двигателю. Последний вынужден работать в режимах с повышенным удельным расходом топлива, что отрицательно сказывается на его экономичности по расходу топлива.