Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм
Коленчатый вал (рис. 21) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, связанные щеками и сопряженные переходными галтелями. Для равномерного чередования рабочих ходов шатунные шейки коленчатого вала расположены под углом 90°.
Рис. 21. Коленчатый вал:
1 - противовес;2 - шестерня привода масляного насоса; 3 - заглушка; 4 - шпонка; 5- отверстия подвода масла к шатунным шейкам; 6 - отверстия подвода масла в коренных шейках.
К каждой шатунной шейке присоединяются два шату на (рис. 22) - один для правого и один для левого рядов цилиндров.
Упрочнение коленчатого вала производится азотированием на глубину 0,5...0,7 мм, твердость упрочненного слоя не менее 600 HV. Подвод масла к шатунным шейкам производится через отверстия в коренных шейках 6 и отверстия 5 (рис. 21).
Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленчатого вала. Кроме основных противовесов, имеется дополнительный съемный противовес 1, напрессованный на вал, его угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонкой 4. Для обеспечения требуемого дисбаланса, на маховике выполняется выборка 6 (рис. 25).
На хвостовике коленчатого вала выполнена шейка 9 (рис. 23), по которой центрируется шестерня коленчатого вала 8 и маховик 1 (рис. 26). На заднем торце коленчатого вала выполнено десять резьбовых отверстий М16х1,5-6Н для крепления шестерни коленчатого вала и маховика, на переднем торце выполнено восемь резьбовых отверстий М12х1,25-6Н для крепления гасителя крутильных колебаний.
В полость носка коленчатого вала установлена заглушка 3 (рис. 21), через калиброванное отверстие которой осуществляется смазка шлицевого валика переднего привода отбора мощности.
От осевых перемещений коленчатый вал зафиксирован двумя верхними полукольцами1 и двумя нижними полукольцами 2 (рис. 23), установленными в проточках задней коренной опоры блока цилиндров, так, что сторона с канавками прилегает к упорным торцам вала.
На носке коленчатого вала (рис. 21) установлены шестерни привода масляного насоса 2 и привода газораспределительного механизма 8 (рис. 23).
Уплотнение коленчатого вала осуществляется резиновой манжетой 8 (рис. 26). с дополнительным уплотняющим элементом - пыльником 9. Манжета размещена в картере маховика 4. Манжета изготовлена из фторкаучука по технологии формования рабочей уплотняющей кромки непосредственно в прессформе.
Номинальные диаметры шеек коленчатого вала:
- коренных 95-0,015 мм:
- шатунных 80-0,013 мм.
Для восстановления двигателя предусмотрены восемь ремонтных размеров вкладышей. Обозначение вкладышей подшипников коленчатого вала, диаметр коренных шеек коленчатого вала, диаметр отверстия в блоке цилиндров под эти вкладыши указаны в приложении 11.
Обозначение вкладышей нижней головки шатуна, диаметр шатунных шеек коленчатого вала, диаметр отверстия в кривошипной головке шатуна под эти вкладыши указаны в приложении 12.
Вкладыши 7405.1005170Р0, 7405.1005171Р0, 7405.1005058Р0 применяются при восстановлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленчатого вала заполировать.
При шлифовке коленчатого вала по коренным шейкам до диаметра 94 мм и менее или по шатунным шейкам до диаметра 79 мм и менее, необходимо коленчатый вал подвергнуть повторному азотированию.
Пределы допусков по диаметрам шеек коленчатого вала, диаметру отверстия в блоке цилиндров и диаметру отверстия в кривошипной головке шатуна при восстановлении двигателя должны быть такими же, как у номинальных размеров.
Коленчатый вал для двигателей 740.50-360 имеет значительные отличия от коленчатых валов других моделей двигателей, эти отличия делают невозможным использование коленчатых валов двигателей КАМАЗ других моделей.
Маркировка коленчатого вала, выполненная в поковке на третьем противовесе, должна быть 740.50-1005020.
Рнс. 22. Шатун:
1 - стержень шатуна; 2 - крышка шатуна; 3 - втулка верхней головки шатуна; 4 - вкладыш нижней головки шатуна; 5 - болт крепления крышки шатуна;6 - гайка болта крепления крышки шатуна.
Коренные и шатунные подшипники (рис. 22 и 23) изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0,3 мм, слоем свинцовооловянистого сплава толщиной 0,022 мм, и слоем олова толщиной 0,003 мм. Верхние 3 и нижние 4 вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения.
Рис. 23. Установка упорных полуколеци вкладышейколенчатого вала:
1 - полукольцо упорного подшипника верхнее; 2 - полукольцо упорного подшипника нижнее; 3 - вкладыш подшипника коленчатого вала верхний; 4 - вкладыш подшипника коленчатого вала нижний; 5 - блок цилиндров;6 - крышка подшипника коленчатого вала задняя; 7 - коленчатый вал; 8 - шестерня привода газораспределительного механизма; 9 - центрирующая шейка коленчатого вала.
Оба вкладыша 4 нижней головки шатуна взаимозаменяемы. От проворачивания и бокового смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные в постелях блока и шатуна, а также крышках подшипников.
Вкладыши имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности при форсировке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные).
Не рекомендуется замена вкладышей при ремонте на серийные с маркировкой 740, так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.
Крышки коренных подшипников (рис. 24) изготовлены из высокопрочного чугуна. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов 3, 4, 5, которые затягиваются по определенной схеме с регламентированным моментом (приложение 8).
Рис. 24. Установка крышек подшипников коленчатого вал:
1 - крышка подшипника; 2 - коленчатый вал; 3 - болт крепления крышки; 4 - болт стяжной крепления крышки подшипника левый; 5 - болт стяжной крепления крышки подшипника правый;6 - шайба; 7 - блок; 8 - штифт.
Шатун (рис. 22) стальной, кованый, стержень 1 имеет двутавровое сечение. Верхняя головка шатуна неразъемная, нижняя выполнена с прямым и плоским разъемом. Шатун окончательно обрабатывают в сборе с крышкой 2, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 3, а в нижнюю установлены сменные вкладыши 4. Крышка нижней головки шатуна крепится с помощью гаек 6, навернутых на болты 5, предварительно запрессованные в стержень шатуна. Затяжка шатунных болтов осуществляется по схеме, определенной в приложении 8. На крышке и стержне шатуна нанесены метки спаренности - трехзначные порядковые номера. Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.
Рис. 25. Маховик:
1 - кольцо; 2 - втулка дистанционная; 3 - обод зубчатый маховика; 4 - штифт установочный; 5 - подшипник; 6 - выборка под дисбаланс.
Маховик (рис. 25) закреплен десятью болтами 7 (рис. 26), изготовленными из легированной стали, на заднем торце коленчатого вала и зафиксирован штифтом 10 (рис. 26) на центрирующей шейке коленчатого вала 9 (рис. 23). С целью исключения повреждения поверхности маховика, под головки болтов устанавливается шайба 6 (рис. 26). Величина момента затяжки болтов крепления маховика указана в приложении 8. На обработанную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый обод 3 (рис. 25). с которым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя. Под манжету уплотнения коленчатого вала устанавливается кольцо 1 с наружной хромированной поверхностью.
Маховик выполняется под одно или двух дисковое диафрагменные сцепления. Во внутреннюю расточку маховика установлен подшипник 5 первичного вала коробки передач.
При регулировках угла опережения впрыска топлива и тепловых зазоров в клапанах, маховик фиксируется фиксатором (рис. 27).
Конструкция маховика имеет следующие основные отличия от маховиков двигателей 740.10 и 7403.10:
- изменен угол расположения паза под фиксатор на наружной поверхности маховика;
- увеличен диаметр расточки для размещения шайбы под болты крепления маховика;
- введена серповидная выборка для обеспечения требуемого дисбаланса;
- крепление маховика к торцу коленчатого вала осуществляется десятью болтами М16x1.5;
Перечисленные изменения делают невозможной установку маховиков двигателей других моделей при проведении ремонтных работ.
Рис. 26. Установка маховика:
1 - маховик; 2 - блок цилиндров; 3 - коленчатый вал; 4 - картер маховика; 5 - подшипник первичного вала коробки передач; 6 - шайба; 7 - болт; 8 - манжета уплотнения коленчатого вала; 9 - пыльник манжеты; 10 - штифт установочный маховика.
Рис. 27. Положение ручки фиксатора маховика:
а) - при эксплуатации; б) - при регулировке, в зацеплении с маховиком.
Рис. 28. Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала:
1 - корпус гасителя; 2 - маховик гасителя; 3 - крышка; 4 - пробка заправочного отверстия; 5 - высоковязкостная силиконовая жидкость;6 - центровочная шайба.
Гаситель крутильных колебаний (рис. 28) закреплен восемью болтами 2 (рис. 29) на переднем носке коленчатого ваиа. Гаситель состоит из корпуса 1 (рис. 28), в который установлен с зазором маховик гасителя 2. Снаружи корпус гасителя закрыт крышкой 3. Герметичность обеспечивается сваркой по стыку корпуса гасителя и крышки. Между корпусом гасителя и маховиком гасителя находится высоковязкая силиконовая жидкость, дозировано заправленная перед заваркой крышки. Центровка гасителя осуществляется шайбой 6, приваренной к корпусу.
Рис. 29. Установка гасителя крутильных колебаний:
1 - гаситель; 2 - болт крепления гасителя; 3 - полумуфта отбора мощности; 4 - шайба; 5 - коленчатый вал; 6 - блок цилиндров.
Гашение крутильных колебаний коленчатого вала происходит путем торможения корпуса гасителя, закрепленного на носке коленчатого вала, относительно маховика в среде силиконовой жидкости. При этом энергия торможения выделяется в виде теплоты.
КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ при проведении ремонтных работ деформировать корпус и крышку гасителя. Гаситель с деформированным корпусом или крышкой к дальнейшей эксплуатации не пригоден.
После установки гасителя проверить наличие зазора между гасителем и противовесом.
Поршень 1 (рис. 30) отлит из алюминиевого сплава со вставкой из износостойкого чугуна под верхнее компрессионное кольцо. В головке поршня выполнена тороидальная камера сгорания с вытеснителем в центральной части, которая смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм.
Рис. 30. Поршень с шатуном и кольцами в сборе:
1 - поршень; 2 - маслосъемное кольцо; 3 - поршневой палец; 4,5- компрессионные кольца;6 - стопорное кольцо.
Боковая поверхность представляет собой сложную овально-бочкообразную форму с занижением в зоне отверстий под поршневой палец. На юбку нанесено графитовое покрытие В нижней части юбки поршня выполнен паз, исключающий, при правильной сборке, контакт поршня с форсункой охлаждения при нахождении его в нижней мертвой точке.
Поршень комплектуется двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Отличительной его особенностью является уменьшенное расстояние от днища до нижнего торца верхней канавки, которое составляет 17 мм. На двигателе аналогично другим моделям двигателей КАМАЗ, с целью обеспечения топливной экономичности и экологических показателей, применен селективный подбор поршней для каждого цилиндра по расстоянию от оси поршневого пальца до днища. По указанному параметру поршни разбиты на четыре группы 10, 20, 30 и 40. Каждая последующая группа от предыдущей отличается на 0,11 мм.
В запасные части поставляются поршни наибольшей высоты - для двигателей 740.51-320 размер от оси поршневого пальца до днища поршня 40 группы (наибольшей) составляет 71,04-0,04мм.
Во избежание возможного контакта между ними и головками цилиндров, в случае замены, необходимо контролировать надпоршневой зазор. Если зазор между поршнем и головкой цилиндра после затяжки болтов ее крепления будет менее 0,87 мм, необходимо подрезать днище поршня на недостающую до этого значения величину.
Установка поршней с двигателей КАМАЗ других моделей недопустима. Маркировка поршня 740.51-1004015 выполняется в литье на внутренней полости поршня.
Компрессионные кольца (рис. 30) изготавливаются из высокопрочного, а маслосъемное - из серого чугунов. Верхнее компрессионное кольцо имеет форму двухсторонней трапеции. с внутренней выборкой со стороны верхнего торца, а второе имеет форму односторонней трапеции. При монтаже торец с отметкой "верх" должен располагаться со стороны днища поршня.
Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца 4 покрыта молибденом и имеет бочкообразную форму. На рабочей поверхности второго компрессионного 5 и маслосъемного колец 2 нанесен хром. Ее форма на втором кольце представляет собой конус с уклоном к нижнему торцу, по этому характерному признаку кольцо получило название "минутное". Минутные кольца применены для снижения расхода масла на угар, их установка в верхнюю канавку недопустима.
Маслосъемное кольцо коробчатого типа, высотой 4 мм, с пружинным расширителем, имеющим переменный шаг витков и шлифованную наружную поверхность. Средняя часть расширителя с меньшим шагом витков при установке на поршень должна располагаться в замке кольца.
Установка поршневых колец с других моделей двигателей КАМАЗ может привести к увеличению расхода масла на угар и, как следствие, ухудшению экологических показателей.
Форсунки охлаждения (рис. 19) устанавливаются в картерной части блока цилиндров и обеспечивают подачу масла из главной масляной магистрали, при достижении в ней давления 80... 120 кПа (0.8... 1.2 кг/см2), на внутреннюю полость поршней. На такое давление отрегулирован клапан, расположенный в каждой из форсунок.
При сборке двигателя необходимо контролировать правильность положения трубки форсунки относительно гильзы цилиндра и поршня. Контакт с поршнем недопустим.
Поршень с шатуном (рис. 30) соединен пальцем 3 плавающего типа, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами 6. Палец изготовлен из хромоникелевой стали, диаметр отверстия 16 мм. Применение пальцев с диаметром отверстия 22 и 25 мм недопустимо, так как это нарушает балансировку двигателя.
Привод отбора мощности передний (рис. 31) осуществляется с носка коленчатого вала через полумуфту отбора мощности 2, прикрепленную к носку коленчатого вала 13 восемью специальными болтами M12x1,25. Центрирование полу муфты относительно коленчатого вала осуществляется по внутренней расточке выносного противовеса. Крутящий момент от полумуфты передается посредством вала привода агрегатов 1 и вала отбора мощности 3 на шкив 4. Вал отбора мощности 3 устанавливается на двух шариковых подшипниках 11 и 12. Уплотнение полости осуществляется манжетой 8 и заглушкой 10 с резиновым кольцом 14. Для уменьшения износа шлицевых соединений, ват привода агрегатов удерживается от осевых перемещений пружиной 9.
Рис. 31. Установка привода отбора мощности переднего и шкива:
1 - вал привода агрегатов, 2 - полумуфта отбора мощности; 3 - вал отбора мощности; 4 - шкив; 5 - болт; 6 - передняя крышка блока, 7 -корпус подшипника; 8 - манжета; 9 - пружина; 10 - заглушка; 11, 12 - подшипники; 13 - коленчатый вал; 14 - резиновое кольцо уплотнения заглушки; 15 - стопорное кольцо.