БЛОК ЦИЛИНДРОВ И ПРИВОД АГРЕГАТОВ

Блок цилиндров отлит из легированного серого чугуна заодно с верхней частью картера. Картерная часть блока связана с крышками коренных опор поперечными болтами-стяжками, что придает прочность конструкции. Для увеличения продольной жесткости наружные стенки блока выполнены криволинейными. Бобышки болтов крепления головок цилиндров представляют собой приливы на поперечных стенках, образующих водяную рубашку блока.

Левый ряд цилиндров смещен относительно правого вперед на 29,5 мм, что вызвано установкой на одной кривошипной шейке коленчатого вала двух шатунов.

Спереди к блоку крепится крышка, закрывающая гидромуфту привода вентилятора, сзади - картер маховика, который служит крышкой механизма привода агрегатов, расположенного на заднем торце блока.

Гильзы цилиндров - "мокрого" типа, легкосъемные, изготовлены из специального чугуна центробежным литьем, объемно закалены для повышения износостойкости.

Зеркало гильзы обработано плосковершинным хонингованием для получения сетки впадин и площадок под углом к оси гильзы. Такая обработка способствует удержанию масла во впадинах и лучшей прирабатываемости гильзы.

В соединении гильза - блок цилиндров водяная полость уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения. В верхней части установлено кольцо под бурт в проточку гильзы, в нижней части - два кольца в расточки блока.

Привод агрегатов - шестереночный с прямозубыми шестернями (рис. 3). Газораспределительный механизм приводится в действие от ведущей шестерни 24, установленной с натягом на хвостовике коленчатого вала, через блок промежуточных шестерен 2 и 21 который вращается на сдвоенном коническом роликоподшипнике. Шестерня 13 распределительного вала установлена на хвостовик вала с натягом. При сборке надо следить, чтобы метки на торце шестерен, находящихся в зацеплении, были совмещены.

Привод топливного насоса высокого давления осуществляется от шестерни 12, находящейся в зацеплении с шестерней распределительного вала. Вращение к топливному насосу высокого давления передается через ведущую и ведомую полумуфты с упругими пластинами, которые компенсируют несоосность.

С шестерней привода топливного насоса находятся в зацеплении шестерня привода компрессора и шестерня привода насоса гидроусилителя рулевого управления.

Моменты затяжки болтов крепления оси промежуточных шестерён равен 49,160,8 Н*м (56,2 кгс*м), болта крепления роликоподшипника 88,398,1 Н*м (910 кгс*м).

Окружной зазор в шестернях привода агрегатов 0,10,3 мм.

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Коленчатый вал (рис. 4) - стальной, изготовлен горячей штамповкой, упрочен азотированием или закалкой токами высокой частоты шатунных и коренных шеек. Он имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки. В шатунных шейках вала выполнены внутренние полости, закрытые заглушками 3, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке. Для сбора загрязнений установлены втулки 8. Полости шатунных шеек сообщаются наклонными отверстиями с поперечными каналами в коренных шейках.

На носке и хвостовике коленчатого вала установлены: шестерня 2 привода масляного насоса и ведущая шестерня 5 в сборе с маслоотражателем 6. Выносные противовесы 1 и 4 съемные, закреплены на валу прессовой посадкой.

Осевые перемещения коленчатого вала ограничены четырьмя сталеалюминевыми полукольцами, установленными в проточках задней коренной опоры так, чтобы сторона с канавками прилегала к упорным торцам вала, а ус кольца входил в паз на крышке заднего коренного подшипника. Хвостовик коленчатого вала уплотнен резиновым самоподжимным сальником, установленным в картере маховика.

Маховик (рис. 5) из серого специального чугуна закреплен болтами 6 на заднем торце коленчатого вала и зафиксирован двумя штифтами и установочной втулкой 8. Зубчатый венец 1 посажен на маховик по горячепрессовой посадке и служит для пуска двигателя стартером. Число зубьев венца маховика 113.

Рис. 3. Блок распределительных шестерен: 1 - болт М 121,2590; 2, 21 - шестерни промежуточные; 3 - болт; 4 - шайба пружинная; 5 - манжета; 6 - корпус заднего подшипника; 7 - прокладка; 8 - сухарь; 9 - вал шестерни привода топливного насоса высокого давления; 10, 20 - шпонки; 12 - шестерня привода ТНВД; 13 - вал распределительный в сборе с шестерней; 14 - шайба упорная; 16 - ось ведущей шестерни; 17 - шайба; 18 -болт М 101,2525; 19 - подшипник роликовый конический двухрядный; 22 - кольцо упорное; 23 - кольцо стопорное; 24 - шестерня ведущая коленчатого вала.

Рис. 4. Коленчатый вал в сборе: 1 - передний противовес; 2 - шестерня привода масляного насоса; 3 - заглушка; 4 - задний противовес; 5 - ведущая шестерня; 6 - маслоотражатель; 7 - коленчатый вал; 8 - втулка; 9 - винт-заглушка.

На наружной поверхности маховика имеется паз под фиксатор маховика, который используется при регулировании двигателя.

Шатуны 3 (рис. 6) - стальные, двутаврового сечения; нижняя головка выполнена с прямым плоским разъемом. Шатун окончательно обработан в сборе с крышкой 5, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. На крышке и шатуне нанесены метки спаренности 7 в виде трехзначных порядковых номеров. При сборке метки на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра. На каждой шатунной шейке коленчатого вала установлено по два шатуна. Подшипниками скольжения служат втулка 2 из биметаллической ленты в верхней головке шатуна и съемные взаимозаменяемые вкладыши 8 - в нижней. Крышка шатуна закреплена двумя шатунными болтами 4 с гайками 6.

Рис. 6. Шатунно-поршневая группа: 1 - поршень; 2 - втулка верхней головки шатуна; 3 - шатун; 4 - болт шатунный; 5 - крышка шатуна; 6 - гайка; 7 - метка спаренности; 8 - вкладыш нижней головки шатуна; 9 - кольцо стопорное; 10 - палец; 11 - кольцо маслосъёмное; 12 - кольца компрессионные.

Поршни 1 выполнены из высококремнистого алюминиевого сплава со вставкой (специальный чугун) под верхнее компрессионное кольцо и коллоидно-графитовым покрытием юбки. На поршне установлены два компрессионных кольца 12 и одно маслосъемное 11. Компрессионные кольца в сечении представляют собой одностороннюю трапецию, изготовлены они из чугуна специального химического состава. Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца покрыта хромом, нижнего - молибденом.

Маслосъемное кольцо - прямоугольного сечения с витым пружинным расширителем и хромированной рабочей поверхностью.

В головке поршня расположена тороидальная камера сгорания. Для уменьшения надпоршневого зазора при сборке двигателя подбором варианта исполнения поршня обеспечено выступание поршня над уплотнительным торцом гильзы в пределах 0,50,7 мм.

С шатуном поршень соединен пальцем 10 плавающего типа, осевое перемещение пальца в поршне ограничено стопорными кольцами 9. Поршневой палец изготовлен из хромоникелевой стали в виде пустотелого цилиндрического стержня и упрочнен цементацией и закалкой.

Вкладыши подшипников коленчатого вала и нижней головки шатуна - сменные, тонкостенные, трехслойные, с рабочим слоем из свинцовистой бронзы. Верхний и нижний вкладыши коренного подшипника коленчатого вала невзаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения.

Для ремонта коленчатого вала, блока и шатуна предусмотрены семь ремонтных размеров вкладышей (табл. 1).

Шестой и седьмой ремонтные размеры вкладышей введены в 1983 году и предназначены для установки на специализированных заводах по ремонту двигателей, так как при перешлифовке шеек коленчатого вала в эти ремонтные размеры требуется их повторная термообработка.

Обозначение вкладышей соответствующей шейки, диаметр вала и диаметр постели в блоке или шатуне нанесены на тыльной стороне вкладыша.

Толщина вкладышей подшипников:

Коренных опор - 2,4402,452 мм

Шатунных шеек - 2,4532,465 мм

Таблица 1

Примечание: допустимый зазор в ремонтируемых подшипниках коренных и шатунных шеек такой же, как и новых.

Механизм газораспределения

Механизм газораспределения предназначен для впуска в цилиндры воздуха и выпуска отработавших газов. Открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов происходит в строго определённых положениях по отношению к верхней и нижней мёртвым точкам, которые соответствуют углам поворота шейки коленчатого вала, указанным в диаграмме фаз газораспределения

На двигателе установлен верхнеклапанный механизм газораспределения с нижним расположением распределительного вала (рис. 8). Кулачки распределительного вала 1 в определенной последовательности приводят в действие толкатели 2. Штанги 4 сообщают качательное движение коромыслам 6, которые, преодолевая сопротивление пружин 13 и 14, открывают клапаны. Закрываются клапаны под действием силы сжатых пружин.

Рис. 8. Механизм газораспределения: 1 - распределительный вал; 2 - толкатель; 3 - направляющая толкателей; 4 - штанга; 5 - прокладка крышки головки; 6 - коромысло; 7 - контргайка; 8 - регулировочный винт; 9 - болт крепления крышки головки; 10 - сухарь; 11 - втулка тарелки; 12 - тарелка пружины; 13 - наружная пружина; 14 - внутренняя пружина; 15 - направляющая клапана; 16 - шайба; 17 - клапан (выпускной); А - тепловой зазор.

Крутящий момент на распределительный вал передается от коленчатого вала через шестерни привода агрегатов.

Головки цилиндров, отлитые из алюминиевого сплава, имеют полости для охлаждающей жидкости, сообщающиеся с рубашкой блока. Стыки головки цилиндра 2 (рис. 9) и гильзы 6, головки и блока 4 уплотнены прокладками. В канавку на привалочной плоскости головки запрессовано кольцо газового стыка 1, которым головка непосредственно устанавливается на бурт гильзы цилиндра. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей кольца и гильзы цилиндр и, дополнительно, нанесением на поверхность кольца свинцовистого покрытия для компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей. Уплотнение перепускных каналов для охлаждающей жидкости осуществляется уплотнительными кольцами из силиконовой резины, устанавливаемыми хвостовиками в отверстия головки цилиндров. Подголовочное пространство, отверстие стока моторного масла и прохода штанг уплотнены формованной прокладкой головки цилиндра 3.

Впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки. Впускной канал имеет тангенциальный профиль для завихрения воздуха в цилиндре.

В головку запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов, которые растачивают после запрессовки. Каждая головка закреплена на блоке четырьмя болтами. Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой, которая закреплена болтом 9 (рис. 8), ввернутым в головку. Под крышкой размещена уплотнительная прокладка.

Распределительный вал выполнен из стали, установлен в развале блока на пяти подшипниках скольжения. Поверхности кулачков и опорных шеек цементированы и закалены токами высокой частоты. Подшипник задней опоры представляет собой втулку из биметаллической ленты (сталь-бронза), запрессованную в съемный чугунный корпус 2 (рис. 10). Аналогичные втулки, запрессованные в поперечные перегородки блока, служат подшипниками для остальных опор вала.

Осевое перемещение распределительного вала ограничено корпусом 2 подшипника, в торцы которого упираются с одной стороны ступица шестерни 3, с другой - упорный бурт задней опорной шейки вала. Корпус подшипника задней опоры закреплен на блоке тремя болтами.

Толкатели 2 (рис. 8) - грибкового типа с плоской тарелкой, пустотелые, с цилиндрической направляющей частью, изготовлены холодной высадкой из стали с последующей наплавкой тарелки отбеленным чугуном. Внутренняя цилиндрическая часть толкателя заканчивается сферическим гнездом для упора нижнего конца штанги.

Рис. 10. Распределительный вал в сборе: 1 - распределительный вал; 2 - корпус заднего подшипника; 3 - шестерня; 4 - шпонка; 5 - подшипник.

Клапаны впускной и выпускной изготовлены из жаропрочных сталей. Диаметр головки выпускного клапана меньше диаметра головки впускного. Стержни обоих клапанов на длине 125 мм от торца покрыты графитом (для этого стержни клапанов помешают в раствор графита и воды) с целью улучшения приработки. двигатель камаз турбокомпрессор

Во время работы двигателя стержни клапанов смазываются маслом, вытекающим из сопряжений коромысел с осями и разбрызгиваемым пружинами. Чтобы масло не попадало в цилиндр по зазору стержень клапана - направляющая втулка, на втулке впускного клапана установлена резиновая манжета.

Направляющие толкателей 3 (рис. 8), отлитые из серого чугуна, выполнены съемными для повышения ремонтоспособности и технологичности блока. На двигатель установлены четыре направляющие, в которых перемешаются по четыре толкателя. Каждая направляющая установлена на двух штифтах и прикреплена к блоку цилиндров двумя болтами. Болты застопорены отгибными шайбами.

Штанги толкателей 4 - стальные, трубчатые, с запрессованными и обжатыми наконечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверхность, верхний выполнен в виде сферической чашечки для упора регулировочного винта коромысла.

Коромысло клапана 6 (рис. 8) - стальное, кованое, с бронзовой втулкой, представляет собой двуплечий рычаг, имеющий передаточное отношение 1,55. В короткое плечо коромысла для регулирования зазора в клапанном механизме ввернут регулировочный винт 8 с контргайкой 7. Коромысла впускного и выпускного клапанов установлены консольно на осях, выполненных вместе со стойкой коромысел. Стойка установлена на двух штифтах и закреплена на головке двумя шпильками. Осевое перемещение коромысел ограничено пружинным фиксатором. К каждому коромыслу через отверстия в стойке коромысла подводится смазка.

Пружины клапанов - цилиндрические, с равномерным шагом витков и разным направлением навивки. На каждом клапане установлены две пружины. Нижними торцами пружины опираются на головку через стальную шайбу 16. Верхними - в тарелку 12. Тарелка упирается во втулку, которая соединена со стержнем клапана двумя конусными сухарями. Разъемное соединение втулка - тарелка дает возможность клапанам проворачиваться относительно седла.

Система смазки

Система смазки двигателя комбинированная, с мокрым картером. Масло под давлением подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам распределительного вала, втулкам коромысел, к подшипникам топливного насоса высокого давления и компрессора. Предусмотрена пульсирующая подача масла к верхним сферическим опорам штанг толкателей.

Рис. 11. Схема системы смазки: 1 - компрессор; 2 - топливный насос высокого давления; 3 - выключатель гидромуфты; 4 - гидромуфта; 5, 12 - предохранительные клапаны; 6 - клапан системы смазки; 7 - насос масляный: 8 - перепускной клапан центробежного фильтра; 9 - сливной клапан центробежного фильтра; 10 - кран включения масляного радиатора; 11 - центробежный фильтр; 13 - лампа сигнализатора засоренности фильтра очистки масла; 14 - перепускной клапан полнопоточного фильтра; 15 - полнопоточный фильтр очистки масла; 16 - маслоприемник; 17 - картер; 18 - главная магистраль.

Система смазки (рис. 11) включает в себя масляный насос, картер масляный, фильтры очистки масла (полнопоточный и центробежный), воздушно-масляный радиатор, масляные каналы в блоке и головках цилиндров, передней крышке и картере маховика, наружные маслопроводы, маслозаливную горловину, клапаны для обеспечения нормальной работы системы и контрольные приборы.

Из картера 17 масло через маслоприемник 16 входит в нагнетающую и радиаторную секции масляного насоса 7. Из нагнетающей секции через канал в правой стенке блока масло идет в полнопоточный фильтр 15, где оно очищается двумя фильтрующими элементами, затем масло поступает в главную магистраль 18, откуда по каналам в блоке и головках цилиндра оно подается к коренным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала, втулкам коромысел и верхним наконечникам штанг толкателей. К шатунным подшипникам коленчатого вала масло подается по отверстиям внутри вала от ближайшей коренной шейки. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, отводится в поршень и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках и подшипник верхней головки шатуна. Через каналы в задней стенке блока цилиндров и картере маховика масло под давлением поступает к подшипникам компрессора 1, а через каналы в передней стенке блока - к подшипникам топливного насоса высокого давления 2. Предусмотрен отбор масла из главной магистрали к выключателю 3 гидромуфты 4, который установлен на переднем торце блока и управляет работой гидромуфты привода вентилятора. Из радиаторной секции масло поступает к центробежному фильтру 11, далее - в радиатор и затем сливается в картер. При закрытом кране 10 масло из центробежного фильтра через сливной клапан 9 сливается в картер двигателя, минуя радиатор.

Остальные детали и узлы двигателя смазываются разбрызгиванием и масляным туманом.

Масляный насос (рис. 12) закреплен на нижней плоскости блока цилиндров. Нагнетающая секция насоса подает масло в главную магистраль двигателя, радиаторная секция - в центробежный фильтр и радиатор. В корпусах секций 1 и 5 установлены предохранительные клапаны 11 и 18, отрегулированные на давление открытия 8,49,5 кгс/см² и предназначенные для ограничения максимального давления на выходе из секций насоса, и клапан 14 системы смазки, срабатывающий при давлении 4,04,5 кгс/см² и предназначенный для ограничения давления в главной магистрали двигателя.

Рис. 12. Масляный насос: 1 - корпус радиаторной секции; 2 - ведущая шестерня радиаторной секции; 3 - проставка; 4 - ведущая шестерня нагнетающей секции; 5 - корпус нагнетающей секции; 6 - ведомая шестерня привода насоса; 7 - шпонка; 8 - валик ведущих шестерен; 9 - ведомая шестерня нагнетающей секции; 10 - ведомая шестерня радиаторной секции; 11 - предохранительный клапан радиаторной секции; 12, 15, 17 - пружины клапанов; 13, 16 - пробки клапанов; 14 - клапан системы смазки; 18 - предохранительный клапан нагнетающей секции.

Рис. 13. Полнопоточный фильтр очистки масла: 1 - стержень; 2 - стопорное кольцо; 3 - шайба; 4 - уплотнительное кольцо; 5 - пружина колпака; 6 - уплотнительная чашка; 7 - шайба; 8 - пружина перепускного клапана; 9 - винт сигнализатора; 10 - пробка перепускного клапана; 11, 18, 20, 26 - прокладки; 12 - регулировочная шайба; 13 - корпус сигнализатора; 14 - подвижной контакт сигнализатора; 15 - пружина контакта сигнализатора; 16 - перепускной клапан; 17 - пробка; 19 - корпус фильтра; 21 - втулка корпуса; 22 - уплотнительное кольцо; 23 - фильтрующий элемент; 24 - колпак; 25 - сливная пробка.

Полнопоточный фильтр очистки масла (рис. 13), установленный на правой стороне блока цилиндров, состоит из корпуса 19, колпаков 24 и двух бумажных фильтрующих элементов 23. В корпусе фильтра установлен перепускной клапан 16 с сигнализатором засорённости фильтроэлементов.

Однако использование бумажных фильтроэлементов очистки масла еще не гарантирует полной его очистки. Даже при незначительном попадании воды в масло и при несоблюдении правил эксплуатации двигателя (работа на повышенном и особенно пониженном тепловом режиме, применение несоответствующего сорта масла и др.) предельное засорение элементов масляного фильтра может наступить раньше установленного срока. В этом случае фильтр длительное время работает с открытым перепускным клапаном, что зачастую приводит к задиру и провороту вкладышей коленчатого вала.

Для определения момента предельного засорения элементов в конструкции фильтра предусмотрен сигнализатор засоренности, совмещенный с перепускным клапаном. Контакты сигнализатора замыкаются при открытии перепускного клапана.

Сигнальная лампа засорённости фильтроэлементов расположена на щитке приборов в кабине. Допускается свечение и мигание лампы при пуске и прогреве двигателя. При постоянном свечении лампы на прогретом двигателе нужно заменить фильтрующие элементы.

В корпусе фильтра установлены датчики давления масла и сигнализации о недопустимом понижении (менее 68,7 кПа [0,7 кгс/см²]) давления масла в главной магистрали.

Перепускной клапан перепускает неочищенное масло в главную магистраль, минуя фильтрующий элемент, при низкой температуре масла или при значительном засорении фильтрующих элементов, при перепадах давления на элементах 245,8294,2 кПа (2,53,0 кгс/см²).

Фильтр центробежный масляный (рис. 14) с активно-реактивным приводом ротора установлен на передней крышке блока цилиндров с правой стороны двигателя. Ротор 3 в сборе с колпаком 2 приводится во вращение струёй масла, вытекающей из щели-сопла в оси 11 ротора, а также

реактивными силами, возникающими при выходе масла из ротора в канал оси через тангенциальные каналы ротора.

Рис. 14. Центробежный масляный фильтр: 1 - корпус; 2 - колпак ротора; 3 - ротор; 4 - колпак фильтра; 5 - гайка крепления колпака ротора; 6 - упорный шарикоподшипник; 7 - упорная шайба; 8 - гайка крепления ротора; 9 - гайка крепления колпака фильтра; 10 - верхняя втулка ротора; 11 - ось ротора; 12 - экран; 13 - нижняя втулка ротора; 14 - палец стопора; 15 - пластина стопора; 16 - пружина стопора; 17 - трубка отвода масла.

При работе двигателя масло из радиаторной секции насоса под давлением подается в фильтр, обеспечивая вращение ротора. Под действием центробежных сил механические частицы отбрасываются к стенкам колпака ротора и задерживаются, а очищенное масло через отверстие в оси ротора и трубку 17 поступает в воздушно-масляный радиатор или через сливной клапан в корпусе фильтра, отрегулированный на давление 0,50,7 кгс/см², в картер двигателя. Перепускной клапан, установленный в корпусе фильтра и отрегулированный на давление 6,06,5 кгс/см², ограничивает максимальное давление перед центрифугой.

Во избежание нарушения балансировки при обслуживании фильтра, на роторе и колпаке нанесены метки, которые необходимо совмещать при сборке.

Картер масляный - стальной, штампованный, закреплен на нижней плоскости блока цилиндров болтами. Между картером и блоком установлена резинопробковая прокладка для обеспечения герметичности соединения. Для предотвращения быстрого перетекания масла при разгоне и торможении автомобиля в картер вварена перегородка. В нижней части картера имеется сливная пробка.

Воздушно-масляный радиатор - трубчато-пластинчатый, двухрядный, воздушного охлаждения, установлен перед радиатором системы охлаждения двигателя.

Начиная с I квартала 1986 г. на автомобили устанавливается масляный радиатор из оребрённой алюминиевой трубки.

Масляный радиатор должен быть постоянно включен. Для ускорения прогрева двигателя при пуске зимой радиатор следует отключить (закрытием крана на корпусе центробежного масляного фильтра). После прогрева двигателя кран открыть.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ТОПЛИВОМ

Система питания топливом обеспечивает очистку топлива и равномерное распределение его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями. На двигателях КамАЗ применена система питания топливом разделенного типа, состоящая из топливного насоса высокого давления, форсунок, фильтров грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающего насоса низкого давления, топливопроводов низкого и высокого давления, топливных баков, электромагнитного клапана, факельных свечей и электрофакельного пускового устройства.

ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ