Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма КамАЗ 740

Блок цилиндров (блок-картер) 1 (рисунок 4.3) является корпусом (остовом) двигателя, в котором размещаются и работают подвижные детали всех механизмов и систем двигателя. К нему также крепятся практически все навесные агрегаты и приборы. В нижней части к блоку цилиндров крепится поддон.

Элементы блока воспринимают действующие в двигателе при осуществлении рабочего процесса силы давления газов и неуравновешенные инерционные нагрузки. Он подвержен значительному и неравномерному нагреву. В связи с этим элементы блока должны быть связаны между собой в общую жесткую систему во избежание недопустимых деформаций отдельных звеньев.

Блок цилиндров имеет V-образную конструкцию с углом развала 90°. Левый ряд цилиндров смещен относительно правого на 29,5 мм. Это вызвано тем, что на одной шатунной шейке коленчатого вала устанавливаются два шатуна.

Блок цилиндров составляет одно целое с верхней частью картера. Блок разделен поперечными перегородками, которые в нижней части заканчиваются толстостенными арками, образующими коренные опоры коленчатого вала. На обработанные площадки поперечных перегородок устанавливаются крышки коренных опор, после чего осуществляется их расточка. Поэтому они не взаимозаменяемы и устанавливать их при сборке необходимо в свои гнезда и определенной стороной. Для этого на крышках и блоке выбиты номера (1, 2, 3, 4, 5), соответствующие номеру коренной опоры (нумерация с передней части двигателя), а для определения принадлежности крышки данному блоку выбиты метки спаренности.

Для предотвращения проворачивания вкладышей в разъеме постелей выполнены углубления, в которые входят выступы вкладышей. Крышки коренных опор крепятся двумя болтами 4.

С целью повышения жесткости нижней части блока боковые стенки его стягиваются с крышками коренных опор болтами-стяжками.

В пятой коренной опоре (задней) с обеих сторон выполнены кольцевые проточки, предназначенные для установки двух пар полуколец. От проворачивания полуколец в крышке предусмотрены углубления.

Рис. 4.3 Блок цилиндров двигателя КамАЗ-740:

1 – блок цилиндров; 2 – гильза цилиндра; 3 – крышка коренного подшипника коленчатого вала; 4 – болты крепления крышки коренного подшипника.

На поверхностях цилиндровой части блока, которые служат привалочными плоскостями для головок цилиндров, имеются отверстия для подвода охлаждающей жидкости, для прохода штанг толкателей, пароотводящее отверстие и запрессованы штифты для фиксации головок цилиндров. В одном из штифтов выполнен канал для подвода масла в головку цилиндра к стойке осей коромысел.

Передний и задний торцы блока обработаны перпендикулярно к оси расточек под коренные подшипники. Для точной установки передней крышки и картера маховика запрессовано по два установочных штифта.

На переднем торце блока предусмотрены гнездо для установки водяного насоса и каналы для подвода охлаждающей жидкости к левому и правому рядам цилиндров.

Справа в передней картерной части обработана площадка для крепления масляного фильтра и выполнены каналы для подвода масла к масляному фильтру и отвода от него в главную масляную магистраль.

Снизу с правой стороны разъема имеются площадка для крепления масляного насоса и каналы для подвода масла от нагнетающей и радиаторной секций масляного насоса.

В развале блока выполнены площадки для крепления топливного насоса высокого давления.

В верхней части картерных перегородок выполнены расточки под подшипники распределительного вала.

В перегородках картерной части просверлены каналы для подвода масла из главной масляной магистрали к подшипникам коленчатого и распределительного валов, топливному насосу высокого давления, полнопоточному масляному фильтру, гидромуфте привода вентилятора, компрессору, а также канал для подвода смазки к фильтру центробежной очистки масла.

Цилиндровая часть блока является одновременно и стенкой рубашки охлаждения, образующей защитный пояс вокруг цилиндровых гнезд. Каждое цилиндровое гнездо имеет два точных соосных цилиндрических отверстия, выполненных в верхней и нижней частях блока.

В цилиндровые гнезда блока вставляются гильзы цилиндров 2. Внутренняя часть гильзы, ограниченная с одной стороны головкой цилиндра, а с другой днищем поршня, образует объем, где осуществляется рабочий цикл двигателя. Стенки гильз цилиндров служат направляющими для поршня при его возвратно-поступательном движении.

Характеризуя условия работы гильзы, следует прежде всего отметить, что движение поршня относительно ее рабочей поверхности (так называемое зеркало цилиндра) сопровождается трением и вызывает изнашивание. Если диаметральный износ и геометрические искажения зеркала гильзы превысят предельные значения, то герметизация рабочей полости нарушается, происходит ухудшение пусковых свойств двигателя, значительно увеличивается расход масла и снижается мощность двигателя.

На двигателе КамАЗ-740 установлены гильзы мокрого типа (наружная поверхность гильзы омывается охлаждающей жидкостью), легкосъемные, отлитые из специального чугуна. Рабочая поверхность закаливается токами высокой частоты и обработана для получения специальной поверхности, имеющей вид сетки. Такая поверхность способствует приработке и уменьшает вероятность задира, так как увеличивается маслоемкость рабочей поверхности.

В верхней части гильзы выполнен бурт, нижней плоскостью которого гильза устанавливается на соответствующий упорный торец блока цилиндров. На торце бурта имеется выступ, предохраняющий прокладку головки цилиндра от непосредственного воздействия на нее горячих газов, и для лучшего обжатия прокладки головки цилиндра выполнена специальная проточка. Центрирование гильзы в отверстии блока осуществляется верхним и нижним цилиндрическими поясами. Нижняя часть гильзы изготовлена на конус, что предотвращает захват уплотнительных колец при установке ее в блок. В средней части цилиндра между гильзой и блоком образуется пространство (рубашка охлаждения), по которому циркулирует охлаждающая жидкость.

Для предотвращения утечки охлаждающей жидкости нижний пояс гильзы уплотняется двумя кольцами из силиконовой резины, установленными в проточки блока, а верхний — резиновым кольцом, поставленным под бурт.

Головки цилиндров 6 (рисунок 4.4) отлиты из алюминиевого сплава. На каждый цилиндр устанавливается отдельная головка. Головка крепится к блоку цилиндров четырьмя болтами. Нижняя поверхность головки шлифуется. Головка центрируется на привалочной поверхности блока цилиндров двумя фиксирующими штифтами, запрессованными в блок. В головке цилиндров выполнены впускные и выпускные каналы. Впускной канал имеет тангенциальную форму, что обеспечивает завихрение поступающего воздуха, а следовательно, лучшее смесеобразование. Впускной и выпускной каналы выведены на противоположные боковые стенки головки и через прокладки соединяются с соответствующими трубопроводами. В привалочной плоскости выполнены гнезда для впускного и выпускного клапанов, в которые запрессованы седла клапанов. В тело головки запрессованы направляющие клапанов. Рабочие фаски седел клапанов окончательно обрабатываются после запрессовки и развертки направляющих клапанов.

Для повышения долговечности головки и надежности уплотнения газового стыка в привалочной плоскости запрессовано стальное кольцо. Свободное внутреннее пространство головки образует жидкостную рубашку для охлаждения головки при работе двигателя. Охлаждающая жидкость поступает в головку цилиндра из блока через два отверстия, а отводится от головки через прямоугольный канал со стороны впускного трубопровода. В этом месте на боковой плоскости головки предусмотрены фланцы и резьбовые отверстия для крепления отводящей трубы.

В головке цилиндра выполнена полость для установки форсунки 1, запрессован упорный штифт скобы крепления форсунки и ввернута шпилька. В верхней части головки при помощи двух шпилек крепится стойка с осями коромысел. Для фиксации стойки используются два штифта, запрессованных в головку цилиндра.

Рис. 4.4 Двигатель КамАЗ-740 (поперечный разрез):

1 – форсунка; 2 – выпускной коллектор (трубопровод); 3 – сливная трубка; 4 – поршень с шатуном и кольцами; 5 – блок цилиндров; 6 – установка головки цилиндра с крышкой

Сверху головка цилиндра закрыта крышкой, изготовленной из алюминиевого сплава. Уплотнение стыка головки и крышки обеспечивается резинопробковой прокладкой.

Уплотнение газового стыка между торцом гильзы цилиндра и головкой осуществляется прокладкой из листовой стали.

Привалочные плоскости блока и головки цилиндра уплотняются резиновой прокладкой.

Герметичность газового стыка обеспечивается высокой точностью обработки поверхностей кольца и гильзы цилиндра. Для компенсации микронеровностей сопряжений на привалочную поверхность кольца нанесено свинцовистое покрытие. Уплотнение перепускных каналов для охлаждающей жидкости осуществляется уплотнительными кольцами из резины, устанавливаемыми в отверстия головки цилиндра.

Основной неисправностью головки блока при эксплуатации автомобиля является нарушение герметичности стыка между гильзой цилиндра и головкой блока из-за слабой или неравномерной затяжки гаек крепления головки, повреждения прокладки, длительной работы двигателя с перегрузкой или перегрева двигателя.

Внешним признаком этих неисправностей, как правило, будет снижение мощности двигателя.

Рис. 4.5 Двигатель КамАЗ-740 (продольный разрез):

1 – картер привода агрегатов; 2 – шестерня привода ТНВД; 3 – манжета; 4 – картер маховика; 5 – коленчатый вал; 6 – форсунка охлаждения поршня; 7 – масляный насос; 8 – гаситель крутильных колебаний; 9 – привод отбора мощности (передний); 10 – электромагнитная муфта (на других моделях гидромуфта); 11 – вентилятор

Картер маховика 4 (рисунок 4.5) изготовлен из алюминиевого сплава и крепится болтами к заднему торцу блока цилиндров через уплотнительную прокладку из паронита. Точная фиксация сопрягаемых деталей осуществляется двумя штифтами, запрессованными в блок цилиндров.

С левой стороны в картере маховика предусмотрено отверстие для установки стартера. В середине нижней части картера имеется отверстие под сальник коленчатого вала 5. В картере маховика размещены некоторые узлы привода агрегатов двигателя. Так, в верхней части размещается вал с шестерней 2 привода топливного насоса высокого давления (ТНВД), шестерня привода компрессора и насоса гидроусилителя руля, выполнены две расточки: в центре - под крышку подшипника вала привода ТНВД, слева - под валик привода механизма переключения коробки передач. Вверху на нижней части картера маховика справа установлены сапун, фиксатор маховика и маслозаливная горловина.

Передняя крышка блока отлита из алюминиевого сплава. Она крепится болтами к переднему торцу картера через паронитовую прокладку. Точная установка обеспечивается двумя центрирующими штифтами, запрессованными в блок. В крышке также располагаются узлы привода агрегатов. В передней части крышки имеется расточка для прохода ведомого вала гидромуфты, вала привода генератора и водяного насоса. С правой стороны крышки крепится масляный фильтр центробежной очистки масла. Справа и слева крепятся кронштейны передней опоры двигателя.