Илья Мельников - Грузовые автомобили. Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы
В некоторых двигателях в верхней части головки поршня протачивают узкую канавку, уменьшающую передачу теплоты к верхнему кольцу.
Иногда юбка имеет форму усеченного конуса с нанесенными на нем косыми или Т-образными прорезями.Поршневые кольца
Поршневые кольца бывают маслосъемными и компрессионными . Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром. Изготавливаются поршневые кольца из специального чугуна или стали; у колец сделан специальный разрез «замок», для упругости с зазором 0,2 – 0,5.В свободном состоянии диаметр поршневых колец, больше диаметра цилиндра, при установке в цилиндры кольца сжимают, благодаря своей упругости они плотно прилегают к стенкам цилиндров. При установке на поршень компрессионные кольца четырехтактного двигателя должны быть повернуты разрезами в разные стороны для уменьшения пропуска газов.
Маслосъемные кольца ставят для снятия излишка масла со стенок цилиндра. Такие кольца имеют сквозные прорези для съема масла. Кольца устанавливают ниже компрессионных. На поршни многих двигателей устанавливают составные маслосъемные кольца.
Сборные кольца хорошо прилегают к поверхности цилиндров и обеспечивают низкий расход картерного масла.
Поршневые пальцы
Поршневые пальцы делают трубчатыми, изготавливают из стали. Палец соединяет поршень с шатуном. От осевого перемещения палец удерживают разжимными стопорными кольцами. При работе палец может поворачиваться в бобышках поршня и втулке верхней головки шатуна. От осевого перемещения палец удерживается стопорными кольцами, которые устанавливаются в канавках бобышек поршня. Такие пальцы называются плавающими. Так как во время работы двигателя, при достижении рабочей температуры, между поршнем и пальцем появляется зазор, за счет разности линейных коэффициентов расширения материалов, и палец свободно поворачивается в бобышках поршня.
Шатун
Шатун передает при рабочем ходе силу от поршня кривошипу коленчатого вала, а при вспомогательных тактах от кривошипа поршню. Таким образом, шатун служит для преобразования возвратно – поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, предавая ему создаваемое давлением газов усилие, которое поршнем воспринимается непосредственно. Изготавливается шатун из стали. Он состоит из стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной головки с бронзовой втулкой для поршневого пальца и нижней разъемной головки, закрепляемой на шатунной шейке коленчатого вала.
Для уменьшения трения между шейкой вала и нижней головкой шатуна в нее устанавливают тонкостенные вкладыши, образующие шатунный подшипник, изготовленные из стальной ленты, внутренняя поверхность которой покрыта антифрикционным сплавом – баббитом СОС-6-6.
Внутренняя поверхность нижней головки шатуна обработана в сборе с крышкой. Поэтому крышки нижних головок шатуна невзаимозаменяемы. Для их правильной установки на боковую поверхность нижней головки шатуна и крышки наносят порядковый номер (первым считается от радиатора) и цифры комплектности.
Обе части нижней головки шатуна скреплены двумя болтами 7 с гайками 10 и шплинтами 11. Номера выбитые на головке и крышке шатуна, обращены в одну сторону. Момент затяжек должен быть в пределах 70-85 н. м (7-8,5 кгс.м)
Коленчатый вал
Рис. Коленчатый вал и маховик. а – восьмицилиндрового V – образного двигателя; б – четырехцилиндрового рядного двигателя; 1 – коренные шейки; 2 – шатунные шейки; 3 – грязеуловитель; 4 – пробка; 5 – противовесы; 6 – маховик; 7 – зубчатый венец маховика.
Воспринимает усилия передающиеся от шатунов и преобразует их в крутящий момент, который через маховик передается механизмам силовой передачи. Бывают кованные стальные коленчатые валы и литые из легированного чугуна.
Коленчатый вал состоит из опорных коренных шеек 1 и шатунных шеек 2, соединяющих их щек, носка (передней части) и хвостовика (задней части). Продолжением щек, являются противовесы 5, уменьшающие действие инерции. С этой целью шатунные шейки сделаны полыми.
В четырехцилиндровых двигателях число коренных шеек на одну больше, чем шатунных. Шатунные шейки, число которых у рядных двигателей равно числу цилиндров, у четырехцилиндровых двигателей расположены попарно под углом 180 градусов, у шестицилиндровых – под углом 120 градусов. В шейках вала проходят косые каналы и грязеуловители 3, закрытые пробками 4, по которым масло поступает к шатунным подшипникам.
Внутри шатунных подшипников сделаны полости для центробежной очистки масла. При вращении коленчатого вала, под действием центробежной силы, продукты изнашивания подшипника скольжения оседают на стенках полости. По трубке, расположенной в средней части полости, очищенное масло выходит на поверхность шатунной шейки.
На переднем конце коленчатого вала крепят распределительную шестерню и шкив привода вентилятора, а в торец вала ввертывают храповик.
Осевое перемещение вала ограничивают сталебаббитовые кольца, установленные в переднем коренном подшипнике. К фланцу заднего конца коленчатого вала крепят маховик.Маховик
Маховик – чугунный диск с тяжелым ободом. Он служит для равномерного вращения коленчатого вала и преодоления двигателем повышенных нагрузок при трогании с места и во время работы. Маховик выводит поршни из мертвых точек, повышает плавность работы, облегчает пуск двигателя. На ободе маховика 6 напрессован зубчатый венец 7 для пуска двигателя от стартера. Маховик крепят установочными штифтами и несимметрично расположенными болтами, которые должны быть затянуты с моментом 140-150 н .м (14-15 кгс м). У некоторых двигателей имеется фланец, в котором просверлены отверстия для крепления маховика болтами. Иногда с задней стороны маховика некоторых двигателей предусмотрена выточка для размещения сцепления.
Крепление двигателя
Картер – это основание, на котором крепят основные детали двигателя. Картер изготавливают из алюминиевого сплава. Кривошипной камерой называется место картера, в котором вращается шатун и щеки коленчатого вала. Крепление двигателя к раме или подрамнику должно быть надежным, но упругим, чтобы вибрация двигателя не передавалась кузову, а перекосы рамы при движении не вызывали повреждения деталей крепления. Для этой цели между рамой автомобиля и опорными лапами двигателя помещают резиновые подушки.
Рис. Крепление двигателя на раме. 1 – кронштейн передней опоры двигателя; 2, 5 – болты крепления передней и задней опор; 3, 4 – резиновые подушки; 6 – кронштейн задней опоры двигателя; 7 – картер сцепления; 8, 9 – опорные кронштейны; 10 – блок цилиндров рамы.
Часто ставят по две опоры справа и две опоры слева у передней и задней частей двигателя. У четырехтактного двигателя в передней части картера находится коробка распределительных шестерен: в верхней части – расположен распределительный (кулачковый) вал, закрепленный подшипниками. Снизу картер закрыт штампованной крышкой – поддоном. Между картером и поддоном установлена прокладка.
Неисправности кривошипно-шатунного механизма
Работа двигателя должна быть в пределах установленных норм (паспортные данные на механизм). Двигатель должен работать ровно, без перебоев и стуков, расходовать топливо и масло согласно паспортным данным, развивать полную мощность.
Если у вас повышенный расход масла, непонятные стуки и шумы в двигателе, значительный износ деталей, причем наблюдается сильное задымление, возникают трещины на головках цилиндров или на поверхности блока цилиндров, следует задуматься о техническом состоянии автомобиля.
Резкое падение давления масла чаще всего происходит при выплавлении подшипников. Автомобиль надо остановить и не продолжать дальнейшее движение до устранения неисправности или же вызвать техническую мобильную службу поддержки.
Стуки в двигателе . Распознание характера стуков и определение неисправностей требуют большого опыта. При износе поршневых пальцев и втулок верхних головок шатунов стуки звонкие, при всех режимах работы двигателя.
При износе поршней звонкий звук, который прослушивается при работе холодного двигателя и уменьшаетя по мере его прогревания.
Об износе вкладышей коренных подшипников говорит усиливающийся звонкий стук при резком увеличении числа оборотов двигателя. Об износе вкладышей шатунных подшипников можно судить при наличии глухого стука при увеличении числа оборотов двигателя.
Прослушиваются звуки стетоскопом. Для этого стержнем стетоскопа касаются двигателя в местах возможного возникновения стуков.
Рис. Зоны прослушивания двигателя с нижним расположением клапанов стетоскопом.
