Механизм газораспределения и смазочная система двигателя

Механизм газораспределения

Механизм газораспределения (рис. 32) предназначен для обеспечения впуска в цилиндры свежего воздушного заряда и выпуска из них отработавших газов. Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенных положениях поршня, что обеспечивается совмещением меток на шестернях привода агрегатов при их монтаже.

Механизм газораспределения - верхнеклапанный с нижним расположением распределительного вала. Кулачки распределительного вала 24 в соответствии с фазами газораспределения приводят в действие толкатели 23. Штанги 19 сообщают качательное движение коромыслам 16, а они, преодолевая сопротивление пружин 4 и 5, открывают клапаны 25. Закрываются клапаны под действием силы сжатых пружин.

Рис. 32. Механизм газораспределения:

1 - головка цилиндра; 2 - втулка направляющая; 3 -шайба пружин клапана; 4, 5 - пружины клапана; 6 - манжета клапана; 7 - шайба; 8 - болт крепления головки; 9 - тарелка пружин; 10 - втулка тарелки пружин; 11 - сухарь клапана; 12 - болт крепления крышки; 13 - шайба; 14 - шайба виброизоляционная; 15 - крышка головки цилиндра; 16 - коромысло клапана; 17 - стойка коромысел; 18 - прокладка крышки; 19 - штанга; 20 - ввертыш крепления впускного коллектора; 21 - ввертыш крепления водяной трубы; 22 - прокладка уплотнительная; 23 - толкатель; 24 - распредвал; 25 - выпускной клапан; 26 - седло выпускное; 27 - гильза цилиндра; 28 - кольцо газового стыка; 29 - блок цилиндров; А - тепловой зазор.

Распределительный вал (рис. 33) стальной, кулачки и опорные шейки подвергнуты термообработке ТВЧ; устанавливается в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом. Диаметр втулок на 6 мм больше по сравнению со втулками двигателя 740.10.

Рис. 33. Распределительный вал:

1 - распределительный вал; 2 - корпус подшипника; 3 - шестерня; 4 - шпонка.

Распределительный вал увеличенной размерности, измененными фазами газораспределения и ходом клапанов по сравнению с распределительным валом двигателя 740.10. На задний конец распределительного вала напрессована прямозубая шестерня 3. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни коленчатого вала через блок промежуточных шестерен. Для обеспечения заданных фаз газораспределения, шестерни при сборке устанавливаются по меткам выбитым на их торцах (рис. 20). Шестерни стальные, штампованные с термообработанными зубьями. От осевого перемещения вал фиксируется корпусом 2 (рис. 33) подшипника задней опоры, который крепится к блоку цилиндров тремя болтами. Посадочный диаметр корпуса подшипника задней опоры больше по сравнению с корпусом подшипника двигателя 740.10. Маркировка на распределительном вале 740.21-1006015 выполняется ударным способом на торце.

Установка корпуса подшипника задней опоры двигателя 740.10 недопустима, так как приведет к аварийному снижению давления масла в системе и преждевременному выходу из строя двигателя.

Клапаны 25 (рис. 32) из жаропрочной стали. Угол рабочей фаски клапанов 90°. Диаметр тарелки впускного клапана 51,6 мм, выпускного 46,6 мм, высота подъема впускного клапана - 14,2 мм, выпускного - 13,7 мм. Геометрия тарелок впускных и выпускных клапанов обеспечивает соответствующие газодинамические параметры впуска-выпуска газов и поэтому замена клапанов на клапана двигателя 740.10 не рекомендуется.

Клапаны перемещаются в направляющих втулках, изготовленных из металлокерамики. Для предотвращения попадания масла в цилиндр, на направляющие клапанов устанавливаются резиновые уплотнительные манжеты.

Толкатели 23 (рис. 32) тарельчатого типа с профилированной направляющей частью, (в переходный период возможно цилиндрической). Изготовлены из стали с последующей наплавкой поверхности тарелки отбеленным чугуном. Толкатель подвергнут химикотермической обработке.

Направляющие толкателей отлиты совместно с блоком цилиндров. В переходный период возможна установка привертных направляющих толкателей (с подрезкой болтов и резьбовых бобышек направляющей), как на двигателе 740.10. В этом случае установка направляющей толкателей двигателя 740.10 без специальной подрезки не допускается.

Штанги 19 (рис. 32) толкателей стальные, пустотелые, с запрессованными наконечниками. Штанги на 3 мм короче штанг двигателя 740.10 и с ними невзаимозаменяемы.

Коромысла 16 (рис. 32) клапанов стальные, штампованные, представляют собой двуплечий рычаг, у которого отношение большого плеча к меньшему составляет 1.55. Коромысла впускного и выпускного клапанов устанавливаются на общей стойке и фиксируются в осевом направлении пружинным фиксатором. Коромысла клапанов в отличие от коромысел двигателя 740.10 не имеют бронзовой втулки, вследствие чего с ними не взаимозаменяемы.

Стойка 17 (рис. 32) коромысел чугунная, цапфы подвергнуты термической обработке ТВЧ. Диаметр цапф на 2 мм больше по сравнению с цапфами стойки коромысел двигателя 740.10.

Пружины 4 и 5 (рис. 32) клапанов винтовые, устанавливаются по две на каждый клапан. Пружины имеют различные направления навивки. Диаметр проволоки наружной пружины - 4,8 мм, внутренней - 3,5 мм. Предварительно устанавливаемое усилие пружин 355 Н, суммарное рабочее 821 Н. Пружины взаимозаменяемы с пружинами двигателя 740.10.

Порядок регулировки зазоров между носиками коромысел и клапанами описан в разделе "Техническое обслуживание".

Головки цилиндров 1 (рис. 32) отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава, для охлаждения имеют полость, сообщающуюся с полостью охлаждения блока. Днище головки усилено за счет увеличения толщины в зоне выпускного каната и дополнительного ребра по сравнению с головкой цилиндра двигателя 740.10.

Каждая головка цилиндра устанавливается на два установочных штифта, запрессованные в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами из легированной стати. Один из установочных штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла на смазку коромысел клапанов. Втулка уплотнена резиновыми кольцами. В головке увеличено отверстие слива моторного масла из-под клапанной крышки в штанговую полость.

Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров. Впускной канат имеет тангенциальный профиль для обеспечения оптимального вращательного движения воздушного заряда определяющего параметры рабочего процесса двигателя и токсичность отработавших газов, поэтому замена на головки цилиндров 740.1003014-20 не допускается.

В головку запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов. Седла клапанов имеют увеличенный натяг в посадке по сравнению с седлами двигателя 740.10 и фиксируются острой кромкой. Выпускные седла и клапан профилированы для обеспечения меньшего сопротивления выпуску отработавших газов.

Применение выпускного клапана двигателя 740.10 не рекомендуется.

Стык "головка цилиндров - гильза" (газовый стык) - беспрокладочный (рис. 33). В расточенную канавку на нижней плоскости головки запрессовано стальное уплотнительное кольцо 3. Посредством этого кольца головка цилиндра устанавливается на бурт гильзы. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца и гильзы цилиндра 5. Свинцовистое покрытие на поверхности кольца газового стыка дополнительно повышает герметичность за счет компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей. Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка - заполнитель 4. Прокладка - заполнитель фиксируется на кольце газового стыка за счет обратного конуса и посадки ее с натягом по выступающему пояску. Применение прокладки-заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов.

Прокладка-заполнитель разового применения.

Для уплотнения перепускных каналов охлаждающей жидкости в отверстия днища головки установлены уплотнительные кольца 2 (рис. 35) из силиконовой резины.

Рис. 34. Газовый стык:

1 - головка цилиндра; 2 - кольцо уплотнительное перепуска охлаждающей жидкости; 3 - кольцо газового стыка; 4 - прокладка-заполнитель; 5 - гильза цилиндра; 6 - кольцо уплотнительное; 7 - прокладка уплотнительная; 8 - блок цилиндров; 9 - экран.

Пространство между головкой и блоком, отверстия стока моторного масла и штанговые отверстия уплотнены прокладкой головки цилиндра 7 (рис. 33) из термостойкой резины. На прокладке дополнительно выполнены уплотнительные бурт втулки подачи масла и канавка слива масла в штанговые отверстия.

При сборке двигателя болты крепления головки цилиндра следует затягивать в три приема в последовательности указанной на рис. 35.

Величина момента затяжки должна быть:

- первый прием - 39...49 Н м (4...5 кгс-м);

- второй прием - 98...127 Н-м (10...13 кгс-м);

- третий прием - 186...206 Н-м (19...21 кгс-м) предельное значение.

Перед ввертыванием резьбу болтов смазать тонким слоем графитовой смазки.

После затяжки болтов необходимо отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами. Зазор необходим для обеспечения герметичной посадки клапана на седло при тепловом расширении деталей во время работы двигателя.

Увеличение или уменьшение тепловых зазоров отрицательно сказывается на работе механизма газораспределения и двигателя в целом. При слишком больших зазорах растут ударные нагрузки и увеличивается износ деталей привода клапанов. При очень малых зазорах и их отсутствии не обеспечивается герметичность камеры сгорания, двигатель теряет компрессию и не развивает полной мощности. Клапаны перегреваются, что может повлечь за собой прогар фасок. При отсутствии зазора появляются задиры на тарелке толкателя и рабочей поверхности кулачка распредвала.

Периодичность и порядок регулировки приведен в разделе «Техническое обслуживание».

Pис. 35. Последовательность затяжки болтов крепления головки цилиндра.

Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой 15 (рис. 33). Для шумоизоляции и уплотнения стыка крышка - головка цилиндра применены резиновая уплотнительная прокладка 18 и виброизоляционная шайба 14.

Болты крепления крышек головок цилиндров затянуть крутящим моментом 12,7...17,6 Н-м (1,3... 1,8 кгс-м).

Смазочная система двигателя

Смазочная система двигателя комбинированная, с "мокрым" картером. Система включает масляный насос, фильтр очистки масла, водомасляный теплообменник, картер масляный, маслоналивную горловину, направляющую трубку и указатель уровня масла.

Различные комплектации двигателя могут отличаться формой картера масляного, расположением и глубиной копильника масла. Соответственно, масляный насос имеет различные маслозаборники. Двигатели оснащаются маслозаливной горловиной и указателем уровня масла, расположенными в передней крышке или на картере маховика.

Схема смазочной системы показана на рис. 36. Из картера 13 масляный насос 1 подает масло в фильтр очистки масла 3 и через водомасляный теплообменник 6 в главную магистраль, и далее к потребителям. В смазочную систему также включены клапан 2 системы, обеспечивающий давление в главной масляной магистрали 392...539 кПа (4.0... 5.5 кгс/см²) приноминальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и температуре масла 80...95 °С, перепускной клапан 4, отрегулированный на срабатывание при перепаде давления на фильтре 147... 216 кПа (1,5...2,2 кгс/см²) и термоклапан 11 включения водомасляного теплообменника.

При температуре масла ниже 95 °С, клапан открыт и основной поток масла поступает в двигатель минуя теплообменник. При температуре масла более 110 °С, термоклапан закрыт и весь поток масла проходит через теплообменник, где охлаждается водой. Тем самым обеспечивается быстрый прогрев двигателя после запуска и поддержание оптимального температурного режима в процессе эксплуатации. Конструктивно термоклапан расположен в корпусе масляного фильтра. Максимальная температура масла в системе смазки 115 °С.

Рис. 36. Схема смазочной системы:

1 - насос масляный; 2 - клапан; 3 - фильтр; 4 - перепускной клапан; 5 - частично-поточный фильтроэлемент; 6 - водомасляный теплообменник; 7, 8 и 9 - приборы контроля; 10 - форсунки охлаждения порщней; 11 - термоклапан; 12 - полнопоточный фильтроэлемент; 13 - картер масляный; 14 - клапан предохранительный.

Рис. 37. Насос масляный:

1 - крышка; 2 - корпус; 3 - шестерня ведущая; 4 - ведомое зубчатое колесо; 5 - шпонка; б - гайка; 7 - зубчатое колесо; 8 - ось; 9 - шплинт; 10 - пробка; 11, 12 - пружины; 13 - клапан; 14 - шарик; 15 - шайбы регулировочные.

Масляный насос (рис. 37) закреплен на нижней плоскости блока цилиндров. Ведущее зубчатое колесо напрессовано на передний носок коленчатого вала и имеет 64 зуба, ведомое 52.

Зазор в зацеплении зубчатых колес привода регулируется прокладками, устанавливаемыми между привалочными плоскостями насоса и блока цилиндров и составляет 0,15...0.35 мм. Момент затяжки болтов крепления масляного насоса к блоку должен быть 49...68,6 Н м (5...7 кгс м).

Масляный насос шестеренчатый, односекционный. Содержит корпус 2, крышку 1, шестерни 3 и 7. В крышке расположен клапан смазочной системы 13, с пружиной 11, отрегулированный на давление срабатывания 392... 439 кПа (4... 4.5 кгс/см²). Также насос имеет предохранительный клапан, выполненный в виде шарика 14 подпружиненного пружиной 12. Давление срабатывания клапана 833... 882 кПа (8,5...9,5 кгс/см²).

Рис. 38. Фильтр масляный с теплообменником:

1 - корпус фильтра; 2, 3 - уплотнительные кольца; 4 - частично-поточный фильтрующий элемент; 5 - теплообменник; 6 - термосиловой датчик; 7 - прокладка; 8 - полнопоточный фильтрующий элемент; 9, 11 - колпаки; 12 - сливная пробка; 13 - поршень термоклапана; 14 - пружина термоклапана; 15 - перепускной клапан; 16 - пружина перепускного клапана.

Фильтр масляный (рис. 38) закреплен на правой стороне блока цилиндров, состоит из корпуса 1, двух колпаков 9 и 11, в которых установлены полнопоточный 8 и частичнопоточный 4 фильтроэлементы.

Колпаки на резьбе вворачиваются в кортус. Уплотнение колпаков в корпусе осуществляются кольцами 2 и 3.

В корпусе фильтра также расположен перепускной клапан 15 и термоклапан включения водомасляного теплообменника. Очистка масла в фильтре комбинированная. Через полнопоточный фильтроэлемент 8 проходит основной поток масла перед поступлением к потребителям, тонкость очистки масла от примесей, при этом, составляет 40 мкм. Через частично-поточный фильтроэлемент 4 проходит 3...5 л/мин, где удаляются примеси размерами более 5 мкм. Из частично-поточного элемента масло сливается в картер. При такой схеме достигается высокая степень очистки масла от примесей.

Термоклапан (рис. 38) включения водомасляного теплообменника состоит из подпружиненного поршня 13 с термосиловым датчиком 6. При температуре ниже 95 °С поршень 13 находится в верхнем положении и основная часть потока масла, минуя теплообменник, поступает в двигатель. При достижении температуры масла омывающего термосиловой датчик 6 (95+2) °С, активная масса, находящаяся в баллоне, начинает плавиться и, увеличиваясь в объеме, перемещает шток датчика и поршень 13.

При температуре масла (110+2) °С поршень 13 разобщает полости в фильтре до и после теплообменника и весь поток масла идет через теплообменник.

При превышении температуры масла выше 115 °С срабатывает датчик температуры и на щитке приборов загорится сигнальная лампочка.

Водомасляный теплообменник 5 (рис. 38) установлен на масляном фильтре, кожухотрубного типа сборный. Внутри трубок проходит охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя, снаружи - масло. Со стороны масла трубки имеют оребрение в виде охлаждающих пластин. Поток масла в теплообменнике четыре раза пересекает трубки с водой, чем достигается высокая эффективность охлаждения масла.

Картер масляный 13 (рис. 36) штампованный, крепится к блоку цилиндров через резинопробковую прокладку. Момент затяжки болтов крепления масляного картера 14... 17.8 Н-м (1.4... 1,8 кгс-м).

Рнс. 39. Система вентиляции картера двигателя

1 - угольник; 2 - завихритель; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - труба; 5 - втулка внутренняя; 6 - труба слива масла; 7 - маслоотделитель; 8 - шланг угловой; 9,10 - хомуты; 11 - трубка отвода газов;12 - дроссель; 13 - кляммев.

Система вентиляции картера (рис. 39) открытая, циклонного типа. Картерные газы отводятся из штанговой полости второго цилиндра, через угольник 1. в котором установлен завихритель 2. При работе двигателя картерные газы проходят через завихритель 2 и получают винтовое движение. За счет действия центробежных сил капли масла, содержащиеся в газах, отбрасываются к стенке трубы 4 и через трубку 6 сливаются обратно в картер. Очищенные картерные газы выбрасываются в атмосферу.

Насос масляный откачивающий (рис. 40) устанавливается на двигатели для автомобилей специального назначения, работающих с углами кренов - продольные вперед и назад до 30° и поперечные до 20°. Установка шестерни привода откачивающего масляного насоса показана на рис. 19 поз. 18.

Рис. 40. Насос масляный откачивающий:

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - шестерня ведомая привода; 4 - вал-шестерня ведущая; 5 - клапан; 6 - пружина клапана; 7 - пробка; 8 - ведомая вал-шестерня.

Насос масляный откачивающий закрепляется на пятой коренной опоре коленчатого вала. Момент затяжки болтов крепления масляного насоса, которые одновременно являются креплением крышки коренной опоры, должен быть 275...295 Н-м (28... 30 кгс-м). Зазор в зацеплении приводных шестерен регулируется также прокладками, устанавливаемыми между корпусом насоса и крышкой, при этом зазор должен быть 0.2...0.4 мм.

Откачивающий масляный насос также шестеренный, односекционный. Состоит из корпуса 1, крышки 2, ведущей 4 и ведомой 8 вал-шестерни. В корпусе расположен предохранительный клапан 5, с пружиной 6, отрегулированный на давление срабатывания 600... 650 кПа (6...6,5 кгс/см²).