Подвижные детали КШМ КамАЗ 740

В поршневую группу входят: поршень; поршневые кольца (два компрессионных и одно маслосъемное); палец; стопорные кольца.

Поршень 4 (рисунок 4.7) совместно с гильзой и головкой цилиндра образует полость, в которой протекают рабочие процессы. Его днище воспринимает давление расширяющихся газов и передает его через поршневой палец 6 и шатун 9 на коленчатый вал 6 (рисунок 4.8).

Следовательно, поршни работают в чрезвычайно тяжелых условиях, характеризующихся непосредственным контактом с горячим рабочим телом, воздействием высокого давления газов, а также движением с переменной по величине и направлению скоростью.

Значительный нагрев поршня является причиной многих характерных отказов цилиндропоршневой группы. Так, локальный перегрев повышает вероятность оплавления кромок на днище поршня. Опасным следствием перегрева поршня является потеря его подвижности — заклинивание, которое обусловлено тепловым расширением юбки и может явиться причиной аварийных задиров поршня и гильзы цилиндра. Кроме этого, в канавках поршня и стенках гильзы цилиндра образуются вязкие смолистые отложения, превращающиеся со временем в твердый кокс. Эти отложения снижают подвижность колец и могут привести к их «залеганию» и заклиниванию, при которых действие уплотнения полностью нарушается.

Рис. 4.7 Шатунная и поршневая группы:

1 – поршневое маслосъемное кольцо; 2, 3 – поршневое компрессионное кольцо; 4 – поршень; 5 – кольцо поршневого пальца; 6 – поршневой палец; 7 – втулка верхней головки шатуна; 8 – болт крепления крышки шатуна; 9 – шатун; 10 – гайка; 11 – крышка шатуна; 12 – вкладыши нижней головки шатуна; 13 – расширитель

Поршень представляет собой металлический стакан сложной геометрической формы, изготовленный из алюминиевого сплава. В поршне, кроме днища, имеется уплотняющая часть (головка) и направляющая часть (юбка). Поршень комплектуется двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Поршень с шатуном соединен пальцем 6, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами.

В шатунную группу входят: шатун; верхняя головка с втулкой; нижняя разъемная головка с крышкой и вкладышами; детали крепления.

Нижняя головка шатуна выполнена разъемной. Плоскость разъема перпендикулярна оси шатуна. Съемная часть нижней головки шатуна называется крышкой 11 (рисунок 4.7). Крышка крепится к шатуну двумя болтами 8 с гайками 10. От проворачивания болты удерживаются лысками, имеющимися на головках болтов. Расточка под вкладыши в нижней головке шатуна выполнена в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемые. Для обеспечения комплектности на стыке выбиты числовые метки, одинаковые для шатуна и крышки, и условный порядковый номер шатуна. Для снятия крышки шатуна выполнены специальные выступы. В крышке и теле шатуна имеются специальные пазы, в которые входят выступы на вкладышах 12.

Рис. 4.8 Подвижные детали КШМ:

1 – гаситель крутильных колебаний; 2 – полумуфта отбора мощности; 3 – шестерня привода маслонасоса; 4 – каналы смазки шатунного подшипника; 5 – шатунная шейка коленчатого вала; 6 – коленчатый вал; 7 – верхний вкладыш подшипника; 8 – шатун; 9 – поршень; 10 – нижнее полукольцо упорного подшипника; 11 – верхнее полукольцо упорного подшипника; 12 – верхний вкладыш подшипника; 13 – зубчатый венец маховика; 14 – маховик; 15 – шестерня; 16 – кольцо; 17 – шайба; 18 – кольцо установочное; 19 – подшипник шариковый радиальный; 20 – болт крепления маховика; 21, 22, 28, 29, 30 – болт; 23, 27 – крышка подшипника коленчатого вала; 24, 26 – нижний вкладыш подшипника; 25, 31 – коренная шейка коленчатого вала; 32 – канал смазки вкладышей подшипника; 33 – противовес коленчатого вала

Шатунные и коренные подшипники представляют собой сменные тонкостенные трехслойные вкладыши с рабочим слоем из свинцовистой бронзы. Шатунный подшипник состоит из двух взаимозаменяемых вкладышей 12. Вкладыши изготавливают из стальной ленты, внутренняя поверхность которой для уменьшения трения и износа шеек коленчатого вала покрыта тонким слоем свинцовистой бронзы, содержащей до 30% свинца. Для улучшения антикоррозионных и противозадирных свойств на рабочие поверхности вкладышей наносится тонкий (15…30 мкм) слой сплава свинца с оловом или свинца с индием. Это покрытие не только улучшает приработку рабочих поверхностей, но и почти в два раза увеличивает усталостную прочность антифрикционного слоя.

В верхнем вкладыше имеются отверстия для подвода масла и канавка для его распределения. Верхний и нижний вкладыши коренного подшипника не взаимозаменяемы.

Предотвращение осевых смещений и поворачиваний вкладышей обеспечивают выступы-усики. Для ремонта коленчатого вала, блока и шатунов предусмотрены ремонтные размеры вкладышей. Обозначение вкладышей соответствующей шейки, диаметр вала и диаметр постели в блоке или шатуне нанесены на тыльной стороне вкладыша.

Коленчатый вал 6 (рисунок 4.8) воспринимает усилия со стороны шатунов 8 и преобразует их в крутящий момент, а также обеспечивает перемещение поршней 9 во время вспомогательных тактов и пуска двигателя.

Коленчатый вал неразъемный полноопорный крестообразной формы (шатунные шейки расположены под углом 90°) с двумя съемными противовесами 33.

Коленчатый вал состоит из следующих основных элементов: коренных шеек 31, которыми вал опирается на коренные подшипники, расположенные в расточках картера; шатунных шеек 5; щек, связывающих коренные и шатунные шейки; носка (переднего конца); хвостовика (заднего конца); приводных шестерней; гасителя крутильных колебаний; маховика.

Для разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил за одно целое со щеками выполнены противовесы 33, кроме того, имеется два съемных противовеса.

На каждой шатунной шейке крепят по два шатуна: один — правого ряда цилиндров, второй — левого. Для обеспечения необходимой жесткости число коренных шеек на одну больше, чем шатунных, поэтому такие валы называют полноопорными. С целью повышения прочности вала на изгиб переход от рабочей поверхности шейки к щеке (галтель) должен быть плавным.

На переднем конце вала напрессованы шестерня привода масляного насоса 3 и передний противовес 33. Их положение фиксируется шпонкой. С торца коленчатого вала установлена шлицевая полумуфта отбора мощности 3, предназначенная для привода электромагнитной муфты (гидромуфты) вентилятора.

На заднем конце вала напрессованы распределительная шестерня и задний противовес. В торцевой части имеются два отверстия для запрессовки штифтов, фиксирующих маховик 14, и осевое отверстие для опорного подшипника первичного вала коробки передач, а также резьбовые отверстия болтов крепления маховика.

В щеках вала просверлены каналы для подвода смазки от коренных подшипников к масляным полостям в шатунных шейках. Масляные полости являются дополнительными грязеуловителями. Грязевые частицы отбрасываются центробежной силой к верхней части полостей, а масло через диаметральные каналы подается к шатунным вкладышам. Так как шатуны цилиндров расположены попарно на одной шейке коленчатого вала, то масло к ним подается соответственно от коренных подшипников. При этом, если от коренных подшипников масло подается непрерывно к шатунным подшипникам, то от первого коренного подшипника к шатунным подшипникам подача масла пульсирующая. Кроме того, от первого коренного подшипника масло отводится также к гидравлической муфте привода вентилятора и к топливному насосу высокого давления.

Коленчатый вал фиксируется в осевом направлении четырьмя сталеалюминевыми полукольцами, установленными в проточке задней коренной опоры. От проворачивания кольца удерживаются выступами нижних полуколец. Выступы входят в пазы крышки подшипника. По торцам полуколец профрезерованы смазочные канавки.

Уплотнение коленчатого вала осуществляется самоподжимным сальником, запрессованным в картер маховика.

Маховик 14 предназначен для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, а также для вывода поршней из мертвых точек благодаря накопленной кинетической энергии во время такта рабочего хода. Кроме того, маховик облегчает работу двигателя при разгоне и преодолении кратковременных перегрузок.

Рис. 4.9 Маховик:

1 - обод зубчатый маховика; 2 - кольцо установочное; 3 - подшипник; 4 - маховик;

5 - кольцо

Маховик (рисунок 4.9) отлит из чугуна, закреплен болтами на заднем торце коленчатого вала и зафиксирован двумя штифтами и установочной втулкой. Для пуска двигателя стартером на маховике напрессован зубчатый венец 13. На наружной поверхности маховика имеется паз под фиксатор, который используется при выполнении регулировок двигателя. Для проворачивания коленчатого вала по окружности маховика предусмотрено двенадцать отверстий.

Рис. 4.10 Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала:
1 - коленчатый вал; 2 - блок цилиндров; 3 - маховик гасителя; 4 - болт крепления гасителя; 5 - полумуфта отбора мощности; 6 - шайба; 7 - корпус гасителя; 8 - крышка

Гаситель крутильных колебаний (рисунок 4.10) закреплен восемью болтами 4 на переднем носке коленчатого вала. Гаситель состоит из корпуса 7, в который установлен с зазором маховик гасителя 3. Снаружи корпус гасителя закрыт крышкой 8. Герметичность обеспечивается сваркой по стыку корпуса гасителя и крышки. Между корпусом гасителя и маховиком гасителя находится высоковязкая силиконовая жидкость, дозированно заправленная перед заваркой крышки. Центровка гасителя осуществляется шайбой 6, приваренной к корпусу.

Гашение крутильных колебаний коленчатого вала происходит путем торможения корпуса гасителя, закрепленного на носке коленчатого вала, относительно маховика в среде силиконовой жидкости. При этом энергия торможения выделяется в виде теплоты.