Кривошипно-шатунний механізм двигуна КамАЗ-740

Блок циліндрів є корпусних деталлю двигуна, він служить підставою для установки і кріплення всіх його механізмів і систем. Блок циліндрів являє собою (рис 9) монолітну чавунну виливок з отворами, каналами, перегородками та обробленими прівалочной площині. У верхній частині блоку під кутом 90 розташовані два ряди гнізд для установки гільз, один ряд зміщений щодо іншого на 20, 9 мм, В блоці є внутрішні порожнини і канали для проходу охолоджуючої рідини, разом вони утворюють сорочку охолодження двигуна. Нижня частина блоку називається картером. Тут встановлюється колінчастий вал. У картері є отвори для проходу масла до тертьових деталей двигуна і до фільтрів мастильної системи. Усередині картер має три оребрені перегородки, що збільшують його жорсткість. У цих перегородках, а також у передній і задній стінках картера виконані розточування, що закриваються кришками 4, 5 і є корінними опорами колінчастого валу. Кришки опор розточені разом з картером, встановлюються в строго фіксованому положенні і невзаємозамінні. Кожна кришка кріпиться до картера чотирма спеціальними болтами.

Рис. 9. Блок циліндрів у складеному двигуна автомобілів КамАЗ-4310 і Урал-4320: 1-блок циліндрів; 2-гільза циліндрів: 3-верхнє кільце ущільнювача; 4-кришка заднього корінного підшипника колінчастого валу; 5-кришка переднього підшипника колінчастого валу 6 - прокладка; 7-передня кришка блоку: 8-гумова манжета: 9-рим-болт

У блоці є також отвори під опори розподільного налу і для розміщення штовхачів механізму газорозподілу.Попереду до картера через прокладку ущільнювача кріпиться кришка 7, а в задній частині на блоці закріплений картер маховика, виконаний з алюмінієвого сплаву. Верхня частина картера маховика служить кришкою розподільних шестерень.

Гільзи циліндрів є напрямними для поршнів і разом з головкою утворюють порожнину, в якій здійснюється робочий процес двигуна. Вони виготовлені окремо від блоку зі спеціального чавуну і загартовані струмами високої частоти. На зовнішній поверхні гільзи є верхній і нижні пояски для центрування і фіксації при запресовування в блок, а у верхній частині завзятий бурт для установки на торець блоку і надійного ущільнення газового стику з головкою циліндрів. Зовнішня поверхня між пасками омивається охолоджуючою рідиною, такі гільзи називаються «мокрими». Ущільнення сорочки охолодження забезпечується гумовими кільцями: у верхній частині одне кільце встановлено під буртом в проточці гільзи, в нижній частині валу кільця - в проточці блоку. Внутрішня поверхня гільз оброблена з високою точністю і чистотою, вона називається дзеркалом циліндра. Для кращого утримання мастила на цій поверхні є дрібна рідкісна ромбоподібна сітка.

Рис. 10. Головка блоку з клапанами в зборі двигуна автомобілів КамАЗ-4310 і Урал-4320: 1-головка циліндра; 2-прокладка кришки головки; 3-болт кріплення кришки; 4-кришка головки блоку; 5-болт кріплення головки; 6-втулка; 7-кільце ущільнювача; 8-випускний клапан; 9-ссдло клапана; 10-направляюча втулка клапана; 11-шайба пружин клапана; 12-пружини клапана; 13-тарслка пружин клапана; 14-втулка тарілки; 15-сухар клапана; 16 -кільце ущільнювача; 17-впускний клапан

Головки циліндрів (рис.10) утворюють верхню частину робочої порожнини двигуна; кожен циліндр має свою головку, виготовлену з алюмінієвого сплаву. У голівці є сорочка охолодження, що з'єднується із сорочкою блоку, отвори для проходу масла, впускні й випускні канали і гніздо під форсунку. Випускний канал має спеціальний профіль, що забезпечує вихрові руху повітря в циліндрі, що покращує сумішоутворення і згоряння палива в циліндрі. У головку запресовані чавунні сідла 9 і металокерамічні напрямні втулки 6 клапанів 10. При установці на блок головка точно фіксується двома штифтами і кріпиться до нього чотирма болтами. Між блоком і головкою встановлюється сталева ущільнювальна прокладка. При затягуванні болтів кріплення ця прокладка деформується кільцем 7, запресованими в нижню площину головки, тим самим досягається надійне ущільнення газового стику між цими деталями та запобігається прорив газів з циліндра. Перепускні отвори для проходу води і масла, а також стик головки і блоку по периметру ущільнюються гумовими формованими прокладками.

Зверху головка закривається алюмінієвою кришкою 4 через ущільнювальну прокладку 2; кришка кріпиться до голівки болтом 3.

Піддон картера закриває кривошипно-шатунний механізм знизу і є резервуаром для масла. Він виготовлений штампуванням з листової сталі і кріпиться до картера болтами через прокладку ущільнювача. У піддоні є отвір, закривається пробкою, для зливу масла з двигуна. Піддони двигунів автомобілів КамАЗ-4310 і Урал-4320 різняться формою і невзаємозамінні.

Рис. 11. Поршень з шатуном двигуна автомобілів КамАЗ-4310 і Урал-4320: 1-маслос'емноє кільце; 2-пружинний розширювач; 3-чавунне кільце; 4-компресійне кільце; 5-стопорнос кільце; 6-поршсн'; 7-втулка; 8-шатун; 9-болт; 10-кришка шатуна; 11-вкладиш

Поршні (рис. 11) служать для сприйняття тиску газів і здійснення допоміжних тактів, вони відлилися з алюмінієвого сплаву з великим змістом кремнію. У поршні розрізняють ущільнюючу частину голівку і направляючу частина-спідницю. У потовщеному днище головки виконана камера згоряння, що має тороїдальної форми, а на бічній поверхні головки є три кільцеві канавки під поршневі кільця. У верхню канавку, найбільш навантажену, залита вставка з жароміцного чавуну, в нижній канавці виконані отвори для проходу масла. З внутрішньої сторони в поршні є масивні припливи бобишки з отворами під палець. Зовнішня поверхня поршня має складну форму: діаметр головки менше діаметра спідниці, сама спідниця має форму конуса по висоті, а в поперечному перерізі форму еліпса з великим діаметром в напрямку перпендикулярному осі отворів під палець.

При нагріванні алюмінієвий поршень розширюється і внаслідок нерівномірного розподілу металу змінює свої розміри таким чином, що його форма стає близькою до циліндричної, це запобігає його заклинювання в циліндрі і забезпечує оптимальний зазор у сполученні 9 поршень-циліндр. Еліпсність спідниці дозволяє мати зменшений зазор в цьому сполученні і знижувати шум при роботі непрогрітому двигуна.

Нижня частина спідниці має внутрішнє кільцеве стовщення, що збільшує жорсткість поршня. При складанні двигуна поршні підбираються по масі, в разі необхідності метал зрізається з зазначеного потовщення.

Для прироблення поршня в гільзі на поверхню спідниці наноситься колоїдно-графітне покриття.

Поршневі кільця призначені для запобігання прориву пазів через зазор між поршнем і стінкою гільза також для видалення надлишків масла зі стінок циліндра, перешкоджаючи проникненню його в камеру згоряння.Крім того, через кільця значна частина тепла, що поглинається головкою поршня при згорянні палива, відводиться до стінок циліндра. На поршні встановлюються три кільця - два верхніх називаються компресійними, нижнє - маслос'емноє

Кільце має розріз, званий замком, він забезпечує вільне розширення кільця при нагріванні і дозволяє встановлювати кільце на поршень. Компресійні кільця виготовляються з чавуну з кулястим графітом; в перетині вони мають форму односторонньої трапеції. Робоча поверхня верхнього компресійного кільця як більш навантаженого покрита шаром хрому, нижнього - шаром молібдену, Маслос'емних кільце збірної конструкції, воно складається з чавунного кільця коробчатого перетину з хромованою робочою поверхнею і крученого пружинного розширювача " Чавунне маслос'емноє кільце має прорізи для проходу масла" При установці компресійних кілець па поршень їх розміщують похилій стороною трапеції вгору, крім того всі три кільця розташовують так, щоб їх замки знаходилися по колу під кутом 90 °.

Поршневі пальці призначені для шарнірного з'єднання поршнів з шатунами. Пальці відчувають значні навантаження, тому вони виготовляються із сталі, піддаються цементації і гарту струмами високої частоти, їх робоча поверхня шліфована. Для зменшення масон пальці виконані порожнистими.

Палець розміщується в отворах бобишок поршня і верхньої голівки шатуна вільно і при роботі двигуна може повертатися навколо своєї осі, такий палець називається плаваючим. Від осьового зсуву палець утримується двома пружинними стопорними кільцями. При складанні з поршнем палець встановлюється з натягом, це забезпечує необхідний зазор в нагрітому двигуні і запобігає стуки в цьому сполученні. Натяг досягається нагріванням поршня перед складанням в маслі (у воді) до температури 55... 70 ° С.

Шатуни сприймають від поршнів і передають колінчастого валу тиск газів при робочих ходах, вони забезпечують переміщення поршнів при здійсненні допоміжних тактів. Шатуни виготовляються гарячим штампуванням із сталі. У шатуне розрізняють верхню головку, стержень двотаврового перерізу і нижню голівку. У верхню головку запресована біметалічна втулка 7 з робочим бронзовим шаром, в ній і голівці є отвір для проходу масла до поверхонь, що труться.

Для забезпечення складання нижня головка виконана рознімної. Кришка 10 нижньої головки кріпиться за допомогою двох болтів 9, запресованих в шатун; ці кришки остаточно обробляються разом з шатунами, тому вони невзаємозамінні. На кришці і шатуне нанесені мітки спаренности у вигляді тризначних номерів, на кришці вибито також порядковий номер циліндра. У нижню головку вставляється підшипник ковзання, що складається з двох взаємозамінних змінних тонкостінних вкладишів з робочим шаром з оловянистой бронзи. Від осьового зсуву і провертиванія вкладки утримуються вусиками, що ходять в пази кришки і шатуна; при зборці ці пази повинні бути розташовані по одній стороні шатуна. На один двигун встановлюються шатуни з різницею в масі не більше 8 м.

Рис. 12. Колінчастий вал двигуна автомобіля КамАЗ-4310 і Урал-4320: 1-полумуфта відбору потужності (двигун автомобіля КамАЗ-4310); 2-стопорна шайба; 3-передній противагу; 4-шестерня приводу масляного насоса; 5-заглушка; 6 - задній маслоотражатель; 7-распрсдслітел'ная шестерня; 8-задній противагу; 9-наполегливі півкільця; 10-кришка корінного підшипника; 11-вкладиш корінного підшипника

Колінчатий вал (рис 12) сприймає зусилля від шатунів і перетворює їх в крутний момент, він також забезпечує рух поршнів під час допоміжних тактів і пуску двигуна і приводить в дію допоміжні механізми. Вал виготовляється штампуванням із сталі. Він має п'ять корінних і чотири шатунних шийки, з'єднаних між собою щоками. Передня частина вала називається носком, задня-хвостовиком. Щоки виготовлені заодно з противагами, на носку і хвостовику також встановлені противаги 3 і 8, напресованих на вал і утримувані від провертання шпонками. Шатунні шийки разом зі щоками утворюють кривошипи. Противаги служать для розвантаження корінних опор від відцентрових сил. виникають при обертанні кривошипів. Шийки валу зміцнені азотуванням, загартовані струмами високої частоти, шліфувати і полірувати. Корінні шийки мають поздовжні і радіальні канали для проходу масла до підшипників; в шатунних шийках виконані порожнини, закриті заглушками. У цих порожнинах олія піддається додаткової відцентрової очищенню. Порожнини шатунних шийок повідомляються з поперечними каналами в корінних шийках похилими отворами, просвердленими в щоках вала. На носку валу встановлена ​ ​ шестерня 4 приводу масляного насоса, на хвостовику розподільна шестерня 7 в зборі з Масловідбивач 6.

У торцевій частині носка виконані отвори для установки напівмуфти (двигун автомобіля КамАЗ-4310) або фланця (двигун автомобіля Урал-4320) відбору потужності. У торці хвостовика мається розточування для установки підшипника коробки передач і два отвори під болти фіксації маховика. Від осьових зсувів вал фіксується чотирма завзятими сталеалюміневимі півкільцями 9, встановленими в виточками блоку і кришці задньої корінний опори. Ущільнення валу в картері забезпечується переднім і заднім Масловідбивач, а також сальником, запресованими в картер маховика.

Корінні підшипники колінчастого валу виконані у вигляді тонкостінних вкладишів II, виготовлених із сталевої стрічки з робочим шаром з свинцових бронзи. Верхній і нижній вкладиші невзаємозамінні, верхній вкладиш має отвір для підведення масла до шатунним підшипників.

Рис. 13. Маховик двигуна автомобілем КамАЗ-4310 і Урал-4320: 1-зубчастий вінець; 2 - фіксатор маховика; 3-болт кріплення: маховика; 4-упорнос кільце; 5-настановна втулка; 6-манжета ведучого вала коробки передач

Маховик (рис 13) призначений для зменшення нерівномірності обертання колінчастого валу; накопичення енергії, необхідної для здійснення підготовчих тактів і виведення поршнів із мертвих точок. Через маховик крутний момент від двигуна передається трансмісії автомобіля; енергія, накопичена маховиком, допомагає автомобілю рушати з місця. Маховик відлив з чавуну, встановлюється на торець хвостовика колінчастого валу за допомогою двох штифтів і кріпиться до нього вісьмома болтами. На маховик напресованих зубчастий вінець для з'єднання з шестернею стартера. На маховику є паз під фіксатор і отвори для провертання колінчастого валу ломиком. Маховик в зборі з колінчастий валом піддають балансуванню.