Конструкция мотора. Картер и его детали

Картер является основной базовой деталью, соединяющей все механизмы мотора в одно целое, на которой монтируются узлы и агрегаты мотора. Он представляет собой прочную замкнутую коробку, состоящую из двух половин — нижней и верхней с плоскостью разъема по оси коленчатого вала.

Стенки картера изолируют кривошипно-шатунный механизм и другие механизмы мотора от наружной среды и позволяют организовать упорядоченную их смазку и сбор отработанного масла.

Верхняя половина картера несет на себе блоки цилиндров, крышку редуктора и крепления пушки. Нижняя половина картера имеет отъемное маслосборное корыто и фланец крепления привода водяной и топливной помп. К задней стенке картера крепится суппорт коробки передач нагнетателя со всеми вспомогательными агрегатами.

Уширенная по бокам плоскость разъема верхнего картера образует две продольные полки, с помощью которых мотор крепится к подмоторной раме самолета.

В моторе ВК-107А силы, возникающие при его работе, воспринимаются как верхней, так и нижней половиной картера, т. е. обе половины картера являются несущими. Для обеспечения силовой связи между верхним и нижним картерами они стянуты по поперечным связям картера силовыми шпильками, а для создания герметичности по контуру стыка нижней и верхней половин картера расположены сшивные болты и шпильки. Болты, расположенные против связей, являются прецизионными и фиксируют обе половины картера относительно друг друга.

Картеры верхний и нижний. Картер мотора (фиг. 9, 10, 11), отлитый из силуминового сплава, состоит из двух основных частей: верхней половины 14 с отъемной крышкой редуктора 4 и нижней половины 40 с отъемным маслосборным корытом (фиг. 12). Плоскость разъема этих двух половин картера проходит по оси коленчатого вала. Верхняя и нижняя половины картера имеют по восемь поперечных связей, являющихся постелями для вкладышей подшипников коленчатого вала.

Фиг. 9. Картер и его детали

Третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая связи имеют двойные стенки, образующие концентрические камеры 35 (фиг. 9) вокруг гнезд вкладышей. Эти камеры через отверстия в боковых стенках картера и воздушные коллекторы 51 (фиг. 10) сообщены с атмосферой и служат для охлаждения подшипников воздухом. Боковые стенки картера, продольные полки и поперечные ребра образуют камеры 52, которые в верхней части прикрываются коллекторами.

Фиг. 10. Картер и его детали

Фиг. 11. Картер и его детали

Воздушные коллекторы установлены так, что один из них приемным фланцем обращен к носку коленчатого вала, а другой выходным фланцем — к задней части мотора. При таком расположении коллекторов воздух, отбрасываемый тянущим винтом, поступает в приемный коллектор, через отверстия в боковых стенках картера проходит в воздушные камеры связей 35, охлаждает подшипники и через коллектор, фланец которого обращен в сторону движения воздуха, обтекающего мотор, выходит из картера.

Каждый из двух воздушных коллекторов крепится к картеру шестью винтами 53, причем для предохранения резьбы в картере от смятия и износа винты завинчиваются не непосредственно в тело картера, а в стальные втулки 55, поставленные на резьбе в картере. Нижний картер в боковых стенках второй связи имеет два суфлирующих отверстия, а в нижней ее части — отверстия 36, 38 для стока масла из редукторной коробки в передний колодец 127 (фиг. 12) маслосборного корыта. Этот колодец изолирован от маслосборного корыта и снабжен сетчатым фильтром. Масло из колодца откачивается отдельной дополнительной помпой в заднюю часть маслосборного корыта.

Для крепления мотора к подмоторной раме самолета верхняя половина картера имеет четыре лапы 89, по две с каждой стороны (фиг. 11), соединенные между собой продольными полками. В передних лапах имеется по три бобышки 61 с отверстиями диаметром 14,2 мм, а в задних латах — по две бобышки 92 с отверстиями диаметром 14,5 мм. Кроме того, на каждой полке имеются по четыре отверстия диаметром 10 мм, служащие также для дополнительного крепления мотора к подмоторной раме. Шесть отверстий в передних лапах выполнены точными для фиксации мотора на подмоторной раме.

Верхняя и нижняя половины картера соединяются по фланцу 30-ю болтами 111 диаметром 8,8 мм, расположенными против 3, 4, 5, б, 7-й связей, а также в передней и задней частях картера. Эти болты выполнены призонными во избежание относительного смещения половин картера при сборке. Кроме этого, для крепления половин картера имеется 38 болтав 110 и 114 диаметром 6 мм; для этого же служат 12 шпилек 112 и 113, завинченных в лапы картера (в задние лапы ввинчены две шпильки диаметром 6 мм и одна шпилька диаметром 8 мм; в передние — две шпильки диаметром 8 мм и одна — 6 мм). Отверстия для болтов и шпилек распределены равномерно по всему фланцу картера. Во избежание течи масла плоскости разъема верхнего и нижнего картеров при монтаже смазываются герметиком, и между ними прокладывается шелковая нитка.

Подшипники коленчатого вала затягиваются силовыми шпильками, ввернутыми в верхнюю половину картера; первый и второй подшипники (считая с носка картера) —четырьмя шпильками каждый (первый— шпильками диаметром 12 мм, а второй — шпильками 59 и 60 диаметром 16 мм), восьмой подшипник — двумя шпильками диаметром 16 мм, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой подшипники — шестью шпильками 56 и 57 каждый (двумя шпильками диаметром 16 мм и четырьмя шпильками—12 мм).

Верхняя половина картера имеет две обработанные плоскости 50, расположенные под углом 120° для крепления блоков. Каждый блок крепится к картеру 42-мя шпильками 48 и фиксируется двумя цилиндрическими штифтами 58, расположенными в передней и задней частях плоскости крепления блока. Пустотелые связи верхней половины картера, переходящие в сплошные межцилиндровые перемычки, имеют в средней плоскости крепления блока небольшие углубления 49, куда входят выступающие части межцилиндровых перемычек блока.

Передняя часть верхнего картера, развитая в ширину и высоту, образует картер редуктора с отъемной крышкой 4. Плоскость разъема проходит по оси вала редуктора. Крышка редуктора и верхняя половина картера несут два опорных подшипника 9, 3 и 5 и имеют обработанные плоскости б и 7 под упорные шарикоподшипники.

Передний опорный подшипник 3 и 5 сдвоенный, с большим выносом носка вала редуктора под винт, что улучшает капотирование мотора на самолете.

Для крепления пушки в задней части крышки редуктора и в верхней половине картера монтируется передний суппорт 11, над которым в крышке редуктора для этой же цели ввернута шпилька 10.

В передней коробке крышки редуктора расположен суфлер 102, соединяющий полость картера с атмосферой, а на задней стенке — фланец 8 для крепления генератора.

Передние вкладыши вала редуктора затягиваются 10-ю шпильками 101 диаметром 11 мм, а задний — четырьмя шпильками (две шпильки 65 диаметром И мм и две шпильки 66—8 мм), ввинченными в переднюю часть картера.

Крышка редуктора соединяется с картером при помощи 24-х болтов 64 диаметром 6 мм, расположенных по фланцу, и во избежание смещения, фиксируется четырьмя призонными болтами 100 и четырьмя конусными штифтами 67 и 68.

Чтобы не допустить течи масла по разъему крышки редуктора с верхним картером, плоскости последних смазываются герметиком и между ними прокладывается шелковая нитка.

В передних полках крышки редуктора и в верхней половине картера имеются восемь сквозных отверстий диаметром 8,2 мм, предназначенных для крепления капота мотора.

Передняя часть верхнего картера под передним подшипником вала редуктора снабжена с левой стороны (если смотреть на мотор сзади) фланцем 103 для крапления откачивающей масляной помпы, с правой — фланцем 107 для крепления привода регулятора постоянных оборотов.

В первой связи верхнего картера расположен подшипник 46 привода этих агрегатов. Для обработки гнезда и самого подшипника в носке картера выполнено отверстие, которое закрывается крышкой 45.

В задней части верхнего картера имеются два симметрично расположенных наклонных цилиндрических гнезда 93 под стаканы нижних подшипников наклонных валиков вертикальной передачи (правого и левого). Стаканы подшипников крепятся к картеру двумя шпильками 94, ввернутыми во фланцы каждого гнезда.

Для заднего крепления пушки между гнездами наклонных валиков расположена горизонтальная площадка 22 с двумя шпильками 21, 23, кроме того, на наклонных плоскостях крепления блоков имеются два резьбовых отверстия. При необходимости подъема мотора тросами на шпильку 23 навертывается специальное ушко 24.

Для установки подшипника ведущей шестерни магнето в задней стенке верхнего картера расточено отверстие с треугольным фланцем 75. Подшипник фиксируется цилиндрическим штифтом 74 и крепится гремя шпильками, ввинченными во фланец.-В полости отверстия проточена канавка 26 прямоугольного сечения, куда через систему каналов подводится масло из выточки в правой нагнетающей помпе для смазки подшипника ведущей шестерни магнето, а также для подвода масла по сверлению 73 в задней стенке верхнего картера к корпусу клапана инжектора 72 (на моторах, выпущенных после 1945 г., инжектор отсутствует) .

Задние стенки верхней и нижней половин картера образуют фланец для крепления шпильками 69, 70, 71, 95, 97, 98 и болтами 91 коробки передач привода нагнетателя. Коробка передач привода нагнетателя фиксируется центрирующим пояском и двумя штифтами 25, 30, запрессованными один в верхнем картере, другой в нижнем.

Помимо фланца коробки передач, в задней стенке картера имеется фланец для крепления шпильками 99 подшипника-фланца задней шестерни коленчатого вала. В этом фланце картера расточены три гнезда (два в верхней половине картера, одно — в нижней), в которые запрессованы передние подшипники 28 промежуточных валиков привода нагнетателя.

Для фиксации от проворачивания и осевого перемещения подшипники имеют ступенчатый буртик с ушками 77, который помещается в соответствующей выемке подшипника-фланца задней шестерни коленчатого вала.

Масло для смазки передних подшипников промежуточных валиков нагнетателя поступает из полости правой нагнетающей помпы через системы каналов в задней стенке нижнего картера, подшипника-фланца задней шестерня коленчатого вала и верхнего картера (отверстие 76).

Для слива масла из суппорта магнето, а также суфлирования его с картера в задней стенке нижнего картера сделаны два сверления 78 диаметром 18 мм и отверстие 79, расположенное под нижним подшипником промежуточного валика нагнетателя.

Между задней стенкой картера и 8-й поперечной связью образуется изолированная от всего картера полость. Для сообщения ее со всей полостью картера в 8-й связи верхнего картера имеются два отверстия 88, а также два канала для слива масла из этой полости в маслосборное корыто.

Для смазывания трущихся деталей на моторе ВК-107А скомпонованы в одном узле две нагнетающие и две откачивающие масляные помпы, кроме того, имеются одна дополнительная откачивающая и одна дополнительная нагнетающая помпы. Нагнетающие и две откачивающие помпы монтируются в задней части нижнего картера, где расточены пять гнезд, среднее из которых 87 служит для установки подшипника валика привода водяной и масляной помп, остальные являются колодцами коловратных масляных помп. В два крайних колодца 84 монтируются откачивающие помпы, в два средних 81 — нагнетающие. Третья откачивающая помпа помещена на фланце привода, расположенном в передней части картера с левой стороны.

Дополнительная нагнетающая помпа крепится с правой стороны привода бензопомпы, забирает масло из бака и подает в узел нагнетающих помп.

Плоскость разъема нижнего картера и маслосборного корыта переходит в плоскость 31 крепления корпуса привода бензопомпы. Корпус крепится 10-ю шпильками, завинченными в картер, и четырьмя шпильками, завинченными в корпус привода помп. Фиксация корпуса привода бензопомпы осуществляется штифтом 99.

Из нагнетающей части помп масло направляется в главную масляную магистраль — дуралюминовую трубку 34 диаметром 20 х 22. Масляная магистраль установлена в отверстиях в нижней части связей картера, причем передний конец ее развальцован в теле картера под 2-й связью, а задний — под 8-й (см. фиг. 9).

Нагнетающая масляная магистраль в носке картера имеет дополнительные двухсторонние сверления; в одно из них ввертывается штуцер 106 подвода масла к приемнику манометра, в другое возвратный клапан 105 для запрессовки масла в главную магистраль -перед запуском мотора.

Масло для смазки шатунных и коренных шеек коленчатого вала подводится с двух концов коленчатого вала и по сверлениям в нем подается к коренным и шатунным шейкам. Для этого в передней части нижнего картера сделано косое сверление 39 диаметром 20 мм от главной масляной магистрали, по которому масло подается в корпус привода компрессора АК-50 и оттуда внутрь носка коленчатого вала; одновременно через отверстия в картере и в подшипнике валика привода водяной помпы масло поступает внутрь этого валика, затем по переходнику — во внутреннюю полость восьмой коренной шейки коленчатого вала.

В первом и втором гнездах вкладышей картера сделаны кольцевые выточки прямоугольного сечения, в которые поступает масло по сверлениям 37, 41 в связях нижнего картера.

В верхней половине кольцевой выточки первого подшипника коленчатого вала имеются два сверления: первое—для подвода масла в маслопровод редуктора, второе — для подвода масла в кольцевую проточку 44 подшипника шестерни привода регулятора постоянных оборотов и откачивающей масляной помпы.

В верхней части кольцевой канавки гнезда подшипника шестерни привода регулятора постоянных оборотов и откачивающей помпы сделано сверление, куда завальцована трубка 47, подводящая масло к передним подшипникам вала редуктора. Из этой же кольцеобразной канавки через систему каналов масло поступает в регулятор постоянных оборотов Р-7А. Из регулятора оборотов масло под давлением около 20 кгjсм² направляется по вертикальному каналу 108 диаметром 10 мм в передней части верхнего картера в кольцевую канавку между гнездами передних подшипников вала редуктора, а оттуда через четыре сверления в вале редуктора — во втулку винта изменяемого шага.

Маслопровод редуктора 109 устанавливается в полости редукторных шестерен с таким расчетом, чтобы масло из него поступало на зубья шестерен со стороны их зацепления. Маслопровод редуктора снабжен редукционным клапаном-шариком (стальным), пружина которого отрегулирована на начало травления масла при давлении 2 кг/см².

Такое устройство исключает утечку масла из масляной магистрали через маслопровод редуктора при запуске мотора, пока давление масла невелико, вследствие чего улучшается подвод масла к коренным и шатунным шейкам.

Постоянное давление масла в масляной магистрали мотора обеспечивается редукционным клапаном 32, включенным в нагнетающую магистраль в задней части нижней половины картера (после нагнетающих масляных помп).

Как было уже сказано выше, в гнезде второго подшипника коленчатого вала выполнена кольцевая выточка прямоугольного сечения, в верхней части ее сделаны три сверления, в которые завальцованы дуралюминовые трубки диаметром 6 х 8 мм. Средняя трубка 63 служит для подвода масла к заднему подшипнику вала редуктора, а две крайние 62 — для подвода масла к правому и левому блокам для смазки распределительных валиков и агрегатов, монтируемых к крышкам блоков.

Из выточки в колодце правой нагнетающей масляной помпы по сверлению 80 в задней стенке нижней половины картера масло подается в коробку передач и далее к автомату наддува. Из этой же выточки по двум сверлениям масло подается в кольцевую канавку подшипника фланца задней шестерни коленчатого вала, из нее через ряд сверлений к передним втулкам промежуточных валиков привода нагнетателя (и к клапану инжектора, у моторов, имеющих инжектор).