Устройство кривошипно-шатунного механизма

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА по теме:

«Устройство кривошипно-шатунного механизма»

Прибор 2010 г.

Устройство кривошипно-шатунного механизма

Цель задания: Углубить и закрепить знания, полученные на теоретических занятиях по устройству и принципу работы кривошипно-шатунного механизма.

Оснащение рабочего места: двигатели изучаемых моделей; монтажные типовые устройства и приспособления для снятия маховика и коленчатого вала; выпрессовки гильз цилиндров; для снятия и установки поршневых и стопорных колец, обжима колец на поршне при его установке в цилиндр; снятия и установки клапанов в головку цилиндров, а также съемник толкателей; динамометрический ключ или рукоятка; набор монтажного инструмента типа ПИМ 1516, набор торцевых ключей типа 2336М или ПИМ 4620, специальные торцевые ключи (для шатунных и коренных подшипников), набор щупов № 1, выколотки диаметром 10, 12 и 30 мм, рычаги 400 и 600 мм, мягкая проволока, кусковой мел, обтирочный материал, серийные учебные плакаты.

Указания по выполнению монтажных операций: динамометрическим ключом нужно затягивать болты и гайки до рекомендуемого в заданиях момента. Но если после такой затяжки коленчатый вал монтажного двигателя не проворачивается, следует ослабить затяжку; - чтобы при сборке механизмов и корпусных деталей не сорвать резьбу и не создавать излишних напряжений в резьбовых соединениях, болты и гайки (кроме специально оговоренных в заданиях) затягивать без значительных усилий.

Последовательность выполнения работы:

I. На тракторе рассмотрите расположение и крепление двигателя, устройство амортизаторов подвески.

Дизель прикреплен к раме трактора в четырех точках на шести эластичных резинометаллических амортизаторах: спереди - на передней балке рамы расположены два амортизатора, а сзади, в правом и левом кронштейнах, прикрепленных к картеру маховика, - еще по два амортизатора. В правой задней опоре имеется штифт, фиксирующий опору дизеля на раме.

II. На плакатах рассмотрите общее устройство корпусных деталей дизеля, его кривошипно-шатунного и распределительного механизмов. Прочитайте и запомните названия деталей.

III. Разберите механизмы дизеля.

Прочитайте об условиях безопасного проведения разборочно-сборочных работах.

Ход работы.

1. С дизеля снимите выпускной трубопровод и его прокладку, колпак головки цилиндров с прокладкой и декомпрессионный механизм. Снимите узел коромысел в сборе с осями, пружинами и стойками. Выньте штанги коромысел.

Ослабьте все гайки крепления головки цилиндров, а затем свинтите их. Снимите головку цилиндров со шпилек и прокладку. Головку цилиндров положите на монтажный стол.

Поверните дизель на 90°. Снимите поддон картера и его прокладку, масляный насос в сборе с маслоприемником, уравновешивающий механизм.

Установите кривошипы первого и четвертого цилиндров в положение н. м. т. Проверьте клеймо порядкового номера крышек и шатунов. Вывинтите болты и снимите крышку одного шатуна. Легкими ударами молотком через выколотку переместите в цилиндре поршень к верхней плоскости блока и осторожно (чтобы не поцарапать зеркало цилиндра) выньте поршень с шатуном, а затем присоедините к нему крышку. В таком же порядке выньте из цилиндров другие поршни.

2. Снимите крышку распределительных шестерен, маховик и картер маховика.

Проверьте клеймо и снимите крышки коренных подшипников в последовательности 1-5-2-4-3. Выньте из постелей блока коленчатый вал

Отвинтите два болта крепления фланца распределительного вала и выньте вал из блока.

Снимите узел толкателей с осью и кронштейнами.

Поверните блок картером вниз. С помощью съемника выпрессуйте одну-две гильзы цилиндров.

Зажмите в тисках шатун с поршнем так, чтобы поршень опирался на губки тисков, и снимите с него поршневые кольца и стопорные кольца. Молотком через выколотку выбейте из бобышек поршня его палец.

IV. Изучите конструкцию блок-картера и кривошипно-шатунного механизма.

Пропуская проволоку по каналам блок-картера, проследите путь масла, подаваемого к коренным подшипникам коленчатого вала и шейкам распределительного вала.

Изучите устройство гильзы цилиндра и метки на ней. Найдите, чем уплотняется нижняя часть гильзы в блок-картере.

Рассмотрите прокладку головки цилиндров, уясните, какой стороной нужно ее положить на блок и почему.

Уясните устройство поршня, определите назначение его меток. Изучите устройство поршневых колец и найдите различия между кольцами одного поршня. Вставьте поршневое кольцо в гильзу, опустите его головкой поршня на 30...40 мм от торца гильзы и щупом замерьте зазор в стыке кольца.

Изучите устройство шатуна и вкладышей его подшипника. Уясните назначение меток на нижней головке шатуна, крышке, вкладышах. Рассмотрите, как крепится крышка шатуна к его головке.

Рассмотрите коленчатый вал: его шейки, галтели, щеки, носок, хвостовик. Вывинтите заглушку грязеуловителя шатунной шейки. Проволокой прощупайте каналы вала. Рассмотрите расположение трубки в полости грязеуловителя и вспомните назначение трубки. Завинтите заглушку. Рассмотрите маслоотражатели и уплотнители, препятствующие утечке масла из корпуса дизеля.

7. Изучите устройство уравновешивающего механизма и уясните схему его действия.

VI. Соберите кривошипно-шатунный и распределительный механизмы дизеля.

Установите в блок картер гильзы цилиндров. Бурт гильзы должен выступать над плоскостью блока на 0,07...0,17 мм.

3. Поставьте на место распределительный вал, а затем толкатели с осями.

4. Уложите коленчатый вал в постели блока. Перед укладкой вала в блок-картер рабочего дизеля продувают сжатым воздухом резьбовые отверстия подсоединения маслопроводов и все масляные каналы в коленчатом валу, а также очищают полости шатунных шеек (если слой отложения в них превышает 10 мм), затем смазывают вкладыши коренных подшипников моторным маслом.

Наденьте крышки коренных подшипников на шпильки и затяните гайки шпилек равномерно в несколько приемов. Динамометрическим ключом затяните гайки третьего, затем пятого, второго, четвертого и первого коренных подшипников. Момент затяжки 410...440 Нм. После этого проверьте вращение вала и зафиксируйте гайку стопорными шайбами.

5. Соберите поршни с шатунами: установите в бобышку поршня стопорное кольцо, поршневым пальцем соедините поршень с шатуном до упора пальца в кольцо и поставьте в бобышку второе стопорное кольцо.

Для рабочего дизеля перед установкой пальца новый поршень нагревают в масляной ванне до температуры 80... 100°С.

6. С помощью приспособления (рис. 33, в) наденьте на поршень расширители и маслосъемные кольца, затем два нижних компрессионных кольца и верхнее хромированное кольцо. Кольца должны плавно перемещаться в канавках и утопать в них под действием собственного веса при повороте поршня в горизонтальное положение. Зазор в стыках колец - 0,45.-0,75 мм.

Разместите замки поршневых колец по окружности на равных расстояниях один от другого, но так, чтобы замки не оказались против бобышек.

7. Установите поршни в сборе с шатунами в гильзы цилиндров. Для рабочего дизеля зеркало цилиндров насухо протирают, затем смазывают гильзу, поршень с кольцами, вкладыши шатунного подшипника и шейку коленчатого вала моторным маслом.

Наденьте на поршень с кольцами монтажное приспособление для обжатия колец. Осторожно, не допуская повреждения зеркала цилиндра, вставьте в гильзу поршень с шатуном до нижнего маслосъемного кольца. Разверните поршень так, чтобы крышка шатуна оказалась со стороны распределительного вала, и продвиньте поршень настолько, чтобы все кольца вошли в гильзу.

Подтяните шатун к коленчатому валу. Наденьте головку шатуна на шейку вала и, совместив номера комплектности, установите крышку на шатун. Завинтите болты, затянув их динамометрическим ключом равномерно в два-три приема. Момент затяжки- 180...200 Нм.

8. Установите уравновешивающий механизм. Его шестерни должны быть соединены между собой по меткам. В этом положении ведущую шестерню соедините по меткам и с зубчатым венцом щеки коленчатого вала, а в разъем между корпусом уравновешивающего механизма и блок-картером уложите регулировочные прокладки, чтобы боковой зазор между венцом и шестерней был 0,30...0,45 мм.

9. Установите маховик, его картер и картер шестерен. Наденьте на ось промежуточную шестерню, соединив шестерни по меткам.

Установите масляный насос с маслоприемником, а затем поддон картера с прокладкой.

10. Поверните блок картером вниз. Уложите прокладку широкой окантовкой к блоку и наденьте на шпильки головку цилиндров.

Для рабочего дизеля на прокладке головки цилиндров не должно быть трещин, вмятин, разрывов. Перед установкой головки на блок в цилиндры заливают по 25...30 г моторного масла, а прокладку смазывают с двух сторон графитной пастой.

На шпильки крепления головки цилиндров навинтите гайки, затяните их равномерно в несколько приемов (не более чем на 1...2 грани) в последовательности, указанной на рисунке 34. Окончательно затягивайте динамометрическим ключом. Момент затяжки- 160-180 Нм для Д-240, 190-210 Нм Д-243.

Установите на место штанги и стойки с коромыслами. Соберите декомпрессионный механизм.

Установите колпак головки цилиндра со своей прокладкой.

Рис. 1 - Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления головки цилиндров двигателей (соответственно нумерации)

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней, воспринимающих силу давления газов, во вращательное движение коленчатого вала. В состав механизма входят картер двигателя, цилиндр или блок цилиндров с головкой, поршни с кольцами и пальцами, шатуны, коленчатый вал, маховик и картер маховика.

Корпус (остов) двигателя состоит из неподвижных частей, к котором изнутри и снаружи прикреплены детали его механизмов и агрегаты. Часть, объединяющая все цилиндры, называется блоком цилиндров, а замкнутая полость, в которой вращается коленчатый вал и находится масло для смазывания механизмов, - картером. У двигателей жидкостного охлаждения эти две части изготовлены в виде общей отливки, называемой блок-картером. Сверху он закрыт головкой цилиндров, снизу - поддоном картера, спереди - корпусом (картером) распределительных шестерен, а сзади - картером маховика.

Подвеска двигателя. Корпус двигателей разных моделей опирается на раму машины через эластичные резинометаллические амортизаторы. Они снижают вредное влияние вибрации двигателя на водителя и на машину, а также предохраняют корпус двигателя от перегрузок, которые могут возникнуть в случае перекоса рамы.

Корпус двигателя небольшой массы (например, Д-21А самоходного шасси Т-16М) сзади жестко присоединен к корпусу трансмиссии, а спереди опоры не имеет. Такое крепление называется консольным.

В двигателях воздушного охлаждения (Д-144 и Д-21А) нет блока цилиндров. Каждый цилиндр 4 (рис. 2б) в отдельности прикреплен к чугунному картеру 5, в котором размещены коленчатый и распределительный валы.

Рис. 2. а - Блок-картер дизеля жидкосного охлаждения СМД-62, б - картер дизеля воздушного охлаждения Д-144

Цилиндр. В нем перемещается поршень и совершаются процессы рабочего цикла двигателя. Внутренняя его поверхность для уменьшения трения и изнашивания отшлифована и отполирована до высокого класса шероховатости и называется зеркалом цилиндра. У всех изучаемых двигателей жидкостного охлаждения каждый цилиндр в отдельности отлит из высокопрочного чугуна и называется цилиндровой гильзой.

Рис. 3 - Разрез боковой поверхности цилиндров: 1 - гильза цилиндра; 2 - вставка; 3 - блок цилиндров; 4 - уплотнительная прокладка; 5 - резиновое кольцо; 6 - цилиндр воздушного охлаждения; 7 - картер дизеля; А - кольцевой выступ; Б - бурт; В - мелкие кольцевые выступы; Г - ребра цилиндра

Гильзу устанавливают в блок сверху. Бурт Б (рис. 3) входит в выточку блока 3 (выступая над ним на сотые доли мм) и через прокладку плотно прижимается к нему головкой цилиндров. Кольцевой выступ А предохраняет эту прокладку от обгорания. Водяная рубашка блока образуется между его стенками и наружной поверхностью гильз, которые в таком случае называются мокрыми. Нижняя часть гильзы снаружи обработана на конус и свободно входит в нижнее отверстие блока, но уплотнена одним (Д-240) или двумя резиновыми кольцами круглого сечения. Их располагают в канавках гильзы или блока. Такое уплотнение дает возможность гильзе при нагревании удлиняться без нарушения герметичности водяной рубашки. Иногда (в дизелях А-41 и ЯМЗ-240Б) выше этих колец в широкую канавку гильзы вкладывают антикавитационное резиновое кольцо прямоугольного сечения. По внутреннему диаметру гильзы сортируют на размерные группы, облегчая тем самым подбор нужного зазора между цилиндром и поршнем. Обозначение группы (Б, С, М) нанесено на верхнем торце.

Цилиндры двигателя воздушного охлаждения тоже отлиты из высокопрочного чугуна, но для лучшей теплоотдачи имеют снаружи ребра Г. Нижней обработанной поверхностью такой цилиндр ставят на картер дизеля, прокладывая между ними медное кольцо 4, и притягивают к нему вместе с головкой с помощью гаек анкерных (силовых) шпилек, ввинченных в картер. На верхнем торце цилиндра выполнены мелкие кольцевые выступы В, которые врезаются в металл головки цилиндра, обеспечивая уплотнение между этими деталями без прокладки.

Головка цилиндра вместе с его стенками и днищем поршня образует камеру сгорания. У двигателей жидкостного охлаждения головка цилиндров представляет собой отливку из чугуна или из алюминиевого сплава.

В головке цилиндров размещены клапаны распределительного механизма и форсунки (или искровые свечи зажигания). У карбюраторных двигателей в ней же выполнены камеры сгорания.

Внутри головки имеются каналы и водяная рубашка. Охлаждающая жидкость подводится к наиболее нагретым местам головки - перемычкам между седлами клапанов и к местам расположения форсунок, а также к другим нагретым поверхностям этой детали. В нижней обработанной поверхности головки выполнены отверстия (для шпилек или болтов крепления головки к блоку, штанг, форсунок или искровых свечей зажигания, протекания жидкости из водяной рубашки блока) и расточены гнезда для клапанов.

На всех изучаемых двигателях (кроме Д-240) в гнезда выпускных или всех клапанов запрессованы кольца из жаропрочного чугуна Они служат седлами головок клапанов. Для лучшего смесеобразования в цилиндре воздуху, поступающему в него, придают вихревое движение. Для этого в седлах впускных клапанов выполнены козырьки (СМД-60 и СМД-62) или впускным каналам головки придают винтовую форму (СМД-18, Д-245).

Герметичность прилегания головки цилиндров к блоку достигается установкой между ними жаростойкой прокладки, чаще всего из асбостального полотна. Она препятствует выходу газов из цилиндров наружу и утечке охлаждающей жидкости из водяных рубашек.

Головка цилиндра двигателей воздушного охлаждения для лучшего отвода теплоты выполнена с ребрами. В нее ввинчена стальная втулка для крепления форсунки, а в расточках под клапаны запрессованы чугунные седла.

Сверху в головку цилиндров запрессованы чугунные или металлокерамические направляющие втулки клапанов.

Поршень. При рабочем ходе поршень воспринимает и передает через палец шатуну силу давления газов и, нагреваясь, отводит от них теплоту через кольца в стенки цилиндра. При вспомогательных тактах с помощью поршня создается разрежение в цилиндре для впуска воздуха или горючей смеси, сжимается этот воздух (или смесь) и выталкиваются из цилиндра отработавшие газы. В двухтактных двигателях поршень, кроме того, открывает и закрывает окна газораспределения.

Работая в условиях высоких температур и больших давлений, поршень испытывает также значительные нагрузки от сил инерции, вызванные переменной скоростью движения. К. тому же трущиеся поверхности поршня и колец нельзя обильно смазывать во избежание попадания масла в камеру сгорания.



Рис. 4 - Поршень и его сечение: 1 - маслосбрасывающая кромка; 2 - канавка для маслосъемного кольца; 3 - канавка для стопорного кольца;4-сверление для подвода масла к поршневому пальцу; 5 - сверление для стока масла; 6 - канавки для компрессионных колец; 7 - выемка; 8 - утолщение. А - днище; Б - головка; В - юбка; Г - бобышка

кривошипный шатунный двигатель поршень цилиндр

Изготавливают поршень из легкого, но прочного алюминиевого сплава, обладающего высокой теплопроводностью и небольшим коэффициентом трения. Различают четыре части поршня: днище А (рис. 4), головку Б, юбку В и бобышки Г.

Днище поршня карбюраторных двигателей плоское, поэтому проще в изготовлении и меньше нагревается при работе. В днище поршня дизелей имеется выемка - часть камеры сгорания. Форма выемки способствует лучшему перемешиванию воздуха с поступающим в цилиндр топливом и более полному его сгоранию. Для улучшения смесеобразования камеру сгорания смещают от оси поршня на 1...3 мм в сторону форсунки, а для увеличения прочности и улучшения отвода теплоты днище поршня делают массивным и с внутренними ребрами.

Головка поршня имеет четыре (в дизелях) или три (в карбюраторных двигателях) канавки под кольца. Вместе с кольцами она служит уплотняющей частью поршня. В нижней канавке и под ней просверлены отверстия 5 для отвода масла, снимаемого кольцом со стенок цилиндра. В головке поршня дизелей СМД-62, СМД-18Н, Д-245 имеется чугунная или стальная вставка под верхнее поршневое кольцо. Она в 2...3 раза уменьшает изнашивание канавки по высоте.

В приливах под головкой поршня (бобышках) сделаны отверстия под поршневой палец и для подвода масла к нему, а также кольцевые канавки 3 для стопорных колец. У поршней некоторых двигателей с наружной стороны бобышек выполнены неглубокие выемки - холодильники. В них накапливается масло, охлаждающее бобышки.

Юбка поршня направляет движение поршня в цилиндре. В дизелях А-41, Д-240, ЯМЗ-240Б и Д-144 на ней проточена канавка для пятого поршневого кольца. Иногда нижний торец юбки выполнен в виде скребка, счищающего масло с зеркала цилиндра. Нижняя утолщенная часть придает ей жесткость.

Юбка поршня некоторых дизелей под бобышками укорочена. Благодаря этому снижается масса, а щеки коленчатого вала не задевают за поршень. Юбку делают конусной или бочкообразной, овальной в сечении. Это позволяет получить наименьший зазор между ней и стенками цилиндра в холодном двигателе и предупредить заклинивание поршня при его нагревании.

У нагревшегося во время работы поршня форма юбки приближается к цилиндрической, а зазор становится минимальным. Разрез юбки несколько ослабляет ее прочность, поэтому при установке поршня в цилиндр разрез нужно расположить со стороны наименьшего давления на цилиндр.

Поршневые кольца. От их состояния зависят работоспособность и длительность нормальной работы двигателя. На поршне установлено от трех до пяти колец.



Рис. 5 - Поршневые кольца и схема их действия: а - сечения колец; б - детали сборного кольца; в - распределение давления газов на поршневые кольца; г - схема насосного действия колец; д - схема действия маслосъемного кольца; 1...8 - сечения компрессионных колец; 9...14 - сечения маслосъемных колец

Компрессионные кольца установлены в верхней части поршня и нужны для уплотнения между цилиндром и поршнем. Они свободно входят в канавки поршня, но не пропускают газы из над поршневого пространства в картер, и передают теплоту от нагретого поршня охлаждаемым стенкам цилиндра.

Кольца отливают из специального чугуна. Наружный диаметр кольца, имеющего вырез в стыке (замок), больше внутреннего диаметра цилиндра и свободно входит в канавку поршня. При установке поршня с кольцами в цилиндр за счет выреза их сжимают. Силой упругости, а также давлением газов, проникающих в канавку поршня, кольцо плотно, без просвета, прижимается к зеркалу цилиндра по всей окружности.

Маслосъемное кольцо установлено ниже компрессионных и необходимо для предотвращения чрезмерного поступления масла в камеру сгорания. Оно направляет снятое со стенок цилиндра масло в картер (рис. 5,д). Масло будет сниматься больше, если увеличить удельное давление кольца на зеркало цилиндра. Для этого сечение кольца 9 коробчатое. Сила упругости этого широкого кольца передается зеркалу цилиндра через две узкие рабочие кромки, между которыми имеется проточка и сквозные щели для отвода масла в картер.

В некоторых двигателях давление кольца на стенку цилиндра повышают установкой в канавку пружинящего радиального расширителя А в форме многогранника. Вместо одного кольца коробчатого сечения в канавку ставят два кольца 10 скребкового типа, иногда с общим радиальным расширителем.

В качестве радиального расширителя используют также упругую витую пружину Б с пропущенной в нее стальной проволокой.

Маслосъемное кольцо - сборное, состоит из двух тонких с хромированными рабочими кромками разрезных колец В, распираемых осевым Г и радиальным А расширителями. Вместо двух расширителей А и Г иногда ставят один тангенциальный расширитель Д.

В замках поршневых колец, вставленных в цилиндр, должен быть зазор для их расширения (удлинения) при нагревании. Чтобы затруднить прорыв газов через этот зазор, его делают как можно меньшим, а замки соседних колец разводят в противоположные стороны по окружности, но так, чтобы они не оказались против бобышек поршня. На каждом изучаемом двигателе имеется свой набор поршневых колец

Поршневые пальцы шарнирно соединяют поршни с шатунами. Палец стальной, для облегчения пустотелый. Наружную его поверхность цементнуют на глубину 1...2 мм, а затем шлифуют и полируют. Поэтому его трущаяся поверхность - твердая и износостойкая, а сердцевина остается вязкой и выдерживает большие ударные нагрузки. Во втулку головки шатуна палец вставляют с небольшим зазором, а в бобышки поршня - без зазора. Во время работы двигателя между нагретыми бобышками и пальцем появляется зазор, тогда палец может свободно поворачиваться и в шатуне, и в бобышках, поэтому его называют плавающим. От продольного смещения в бобышках палец удерживается двумя пружинящими стопорными кольцами.

Шатун подвижно соединяет поршень с коленчатым валом. Изготавливают его из стали и термически обрабатывают. Он состоит из стержня Б и двух головок: верхней А и нижней В.

Рис. 6 - Шатун и шатунные подшипники: а - шатун и его детали; б - сечение стержня шатунов; 1 - шатун; 2 - втулка; 3 - вкладыши; 4 - крышка головки; 5 - корончатая гайка; 6 - шплинт

В верхнюю головку А (рис. 6) для уменьшения трения с поршневым пальцем запрессована бронзовая или биметаллическая втулка 2, на которой имеются кольцевая канавка и радиальные отверстия.

В верхней головке шатунов двигателей Д-240 просверлено отверстие Д с широкой фаской улавливания капель масла. В других двигателях масло подается к пальцу по каналу в стержне шатуна из его нижней головки.

Стержень Б двутаврового сечения, придающего шатуну прочность и жесткость при наименьшей массе. На нижней головке В шатуна имеется крышка; окончательно шатун обрабатывают вместе с ней, поэтому крышки шатунов нельзя заменять. Поршень в сборе с шатуном без крышки вынимают и устанавливают через цилиндр. Если размер нижней головки большой и она не может пройти через цилиндр, тогда разъем выполняют с наклоном к оси шатуна (А-41, СМД-60, ЯМЗ-240Б). Поверхность разъема может быть гладкой или иметь треугольные шлицы Ж. Они фиксируют крышку относительно головки и разгружают шатунные болты от изгибающих сил. Для фиксации крышки используют также штифты. Утолщение и ребро придают крышке жесткость. Шатунные болты и гайки затягивают так, чтобы усилие в болтах в 2...3 раза превышало силу, растягивающую их при работе. Трение в резьбовом соединении удерживает эти детали от самоотвинчивания.

В нижней головке шатуна и его крышке расположен подшипник скольжения, охватывающий шатунную шейку коленчатого вала. Он образован двумя вкладышами 3 толщиной 1,5...3,0 мм, изготовленными из стальной ленты, покрытой антифрикционным сплавом. Тонкий слой сплава, обращенный к шатунной шейке, при нормальном смазывании снижает трение, выдерживает большие нагрузки и обладает высокой износостойкостью. Вкладыши удерживаются за счет плотной посадки в шатуне и зафиксированы усиками Г, входящими в выточки нижней головки шатуна и ее крышки. В верхнем вкладыше шатуна с каналом в стержне для масла имеется отверстие, расположенное против этого канала.

Между шатунной шейкой и подшипником должен быть зазор для масляной пленки. Когда в результате изнашивания трущихся поверхностей этот зазор возрастает до предельно допустимого значения, вкладыши заменяют.

На нижней головке и крышке шатуна ставят номер спаренности, а на крышке, кроме того, - порядковый номер цилиндра и массу шатуна.

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые каждым шатуном при такте рабочего хода, преобразует эти усилия в крутящий момент, который передается обычно через маховик к трансмиссии трактора. Коленчатый вал изготавливают из стали или из высокопрочного чугуна (СМД-18Н). Он состоит из шатунных Д (рис. 7) и коренных (опорных) Г шеек, щек В, носка (передней части) и хвостовика (задней части). Коренные и шатунные шейки вместе со щеками образуют кривошипы.



Рис. 7 - Коленчатые валы с сопряженными деталями: 1 шкив; 2 - пробка; 3 - трубка; 4 - упорные полукольца; 5 - вкладыш коренного подшипника; 6 - маховик; 7 - маслоотражатель; 8 - установочный штифт; 9 - болт крепления маховика; 10 - зубчатый венец; 11 - противовесы; 12 - шестерня коленчатого вала; 13 - ведущая шестерня привода масляного насоса; 14 - болт для проворачивания вала; 15 - роликовый подшипник; 16 -масленка канала подвода масла к подшипнику; 17-штифт фиксации полуколец; 18 - храповик; 19 - шестерня привода уравновешивающего механизма

У валов рядных двигателей шатунных шеек столько же, сколько шатунов, у V-образных - вдвое меньше, так как с каждой шейкой соединены два шатуна (по одному из каждого ряда цилиндров). Центробежные силы шатунных шеек уменьшают, выполняя их пустотелыми, а полости Б используют для центробежной очистки масла, поступающего к шатунному подшипнику. В шейках выполнены радиальные отверстия, в которые вставлены трубки для забора масла из центра полости. В шатунных шейках V-образных двигателей просверлено по два отверстия (каждое для своего шатуна).

Коренные, шатунные шейки вала подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты (ТВЧ) на глубину 3...6 мм, а затем шлифуют и полируют. В шейках и щеках просверлены каналы А для подвода масла: из блока - к коренным шейкам, от них - к полостям Б (грязеуловителям) и далее через радиальные отверстия - к шатунным подшипникам. Грязеуловители очищают через резьбовые отверстия, вывинтив заглушку, которую фиксируют с помощью шплинта или кернением. Переход от шеек к щекам плавный и называется галтелью. Галтели уменьшают напряжение металла в месте перехода.

Все части коленчатого вала уравновешены относительно его оси. Во время работы двигателя центробежные силы, возникающие при вращении кривошипов и нижних частей шатунов, нагружают коренные подшипники. Для уменьшения действия этих сил (при большой частоте они значительны) на валах многих двигателей сделаны противовесы, расположенные на щеках со стороны, противоположной шатунным шейкам.

На носке коленчатого вала обычно закреплены одна или две шестерни, маслоотражатель, шкив и храповик (в дизелях А-41) или болт (Д-240) с шестигранной головкой для проворачивания коленчатого вала. В дизелях СМД-62 и ЯМЗ-240Б шестерня привода распределительного механизма установлена на хвостовике коленчатого вала.

На хвостовике вала или его фланца установочными штифтами 8 и болтами 9 закреплен маховик. В торце хвостовика всех двигателей (кроме Д-240 и ЯМЗ-240Б) выполнено гнездо для подшипника ведущего вала трансмиссии.

Осевое перемещение коленчатого вала в блоке (или картере) ограничивается фиксированными полукольцами 4. Они расположены только в одной опоре: по бокам заднего (А-41, Д-240, СМД-60) и среднего (СМД-18Н, Д-144) коренного подшипника. Такое крепление не мешает валу удлиняться при тепловом расширении. На концах коленчатого вала, в местах выхода из блока, установлены маслоотражатели 7, а в передних и задних корпусах уплотнители.

Коренные подшипники коленчатого вала всех двигателей (кроме ЯМЗ-240Б) изготовлены так же, как и шатунные, в виде тонкостенных стальных вкладышей, изнутри покрытых антифрикционным сплавом. От вкладышей шатунных подшипников они отличаются главным образом только размерами. В верхних вкладышах просверлено отверстие и проточены канавки для масла.

Крышки коренных подшипников растачивают вместе с блоком, поэтому менять их нельзя. К блоку (картеру) их крепят шпильками с гайками, которые фиксируют замковыми шайбами и накладками. Крышки обычно устанавливают между направляющими пазами блока, а в дизеле СМД-62 крепят дополнительно боковыми болтами.

Рис. 8 - Коленчатый вал дизеля ЯМЗ-240Б: 1 - коренные шейки; 2 - шатунные шейки; 3 - роликовый подшипник

Коренные подшипники коленчатого вала дизеля ЯМЗ-240Б (рис. 8) роликовые. Для установки их на вал диаметр коренных шеек делают больше двух радиусов кривошипа.

Гаситель крутильных колебаний. Переменные силы давления газов и силы инерции приводят к периодическим изменениям (колебаниям) крутящего момента, вызывая в металле вала напряжения. Они стремятся то больше, то меньше скручивать вал. Эти колебания называются крутильными и особенно опасны для двигателей, у которых длинный коленчатый вал.

На двигателе ЯМЗ-240Б для уменьшения таких колебаний к торцу носка коленчатого вала прикреплен гаситель крутильных колебаний. Стальной корпус гаситель герметично закрыт крышкой. Внутри корпуса в бронзовой втулке может поворачиваться чугунный маховик. В выточке находится вязкая (силиконовая) жидкость. При вращении коленчатого вала эта жидкость под действием центробежных сил отбрасывается в малые зазоры между корпусом и маховиком. Здесь энергия крутильных колебаний поглощается трением в тонком слое жидкости, нагревая трущиеся детали, и не передается коленчатому валу.

Маховик, вращаясь вместе с коленчатым валом, аккумулирует (накопляет) кинетическую энергию, которая расходуется для выведения кривошипно-шатунного механизма из мертвых точек, облегчает пуск двигателя, уменьшает неравномерность вращения коленчатого вала, помогает преодолевать повышенные нагрузки при трогании с места машинно-тракторного агрегата или автомобиля, облегчает преодоление кратковременных перегрузок.

Маховик отлит из чугуна, размеры его зависят от частоты вращения вала и числа цилиндров (чем больше эти параметры, тем маховики легче). На ободе закреплен стальной зубчатый венец для вращения вала пусковым устройством.

В маховиках некоторых двигателей имеются сверления для проворачивания ломиком коленчатого вала; каналы для подвода масла к подшипнику, расположенному в торце вала; метки, глухие отверстия или паз для определения в.м.т. поршня первого цилиндра или момента начала подачи топлива (в Д-240). Маховик установлен на хвостовике коленчатого вала (А-41, Д-144), на его фланце (СМД-62, СМД-18Н) или ступице (ЯМЗ-240Б). Маховик относительно коленвала зафиксирован установочными штифтами и закреплен болтами. Во всех двигателях (кроме ЯМЗ-240Б) на задней плоскости маховика установлено сцепление - часть трансмиссии трактора.

Герметизация нужна для того, чтобы из картера двигателя не вытекало масло и в него не попадала пыль или вода. Привалочные поверхности неподвижных корпусных деталей герметично уплотнены прокладками. Их изготавливают из картона, паронита или пробковой композиции. Чтобы масло не вытекало в местах выхода концов коленчатого вала, используют маслоотражатели разной конструкции, сальники и упругие резиновые кольца - манжеты. В качестве маслоотражателей используют штампованные из тонкой стали детали тарельчатой формы, а также гребень, расположенный на заднем конце вала. Для этого же на валу протачивают маслосгонную резьбу или производят накатку. По их винтовым канавкам при вращении вала масло возвращается в поддон картера.

Для исключения утечек масла, которое не было задержано отражателями, устанавливают сальники или резиновые уплотнители. Материал сальников - войлок или асбестовая набивка (в виде шнура). От уплотнителей масло по специальным сверлениям тоже отводится в поддон картера.

Сапун. Во время работы двигателя небольшая часть газов из цилиндров прорывается в картер. Чтобы при этом в нем не повышалось давление, которое могло бы вытеснить масло наружу, полость картера сообщена с атмосферой через сапун, в котором имеется пористая набивка. Она пропускает наружу газы, если давление в картере выше атмосферного. Если же после остановки, двигателя давление остывшего в нем воздуха стало ниже атмосферного, в картер поступает через сапун наружный воздух. Набивка, смоченная маслом, очищает этот воздух от пыли. Обычно сапун установлен в верхней части двигателя, например в колпаке головки цилиндров. Набивку сапуна положено промывать дизельным топливом.

Неисправности кривошипно-шатунного механизма, их причины и способы устранения.

Дизель стучит.

Изношены палец и отверстия в бобышках поршня и верхней головке шатуна: - заменить изношенные детали.

Изношенные поршни и гильзы (дребезжащий звук прослушивается хорошо по всей высоте цилиндров): - заменить изношенные детали.

Стук поршня в цилиндре от увеличения зазора (четкий гулкий стук, слышимый по всей длине цилиндра, исчезает при выключении подачи топлива): - заменить изношенные цилиндр и поршень.

Изношены вкладыши и шатунные шейки вала (глухие удары, прослушиваемые по всей высоте блока): - заменить изношенные детали.

Изношенные вкладыши и коренные шейки коленчатого вала: - заменить.

Дымный выхлоп: - Белый дым.

Двигатель работает с переохлаждением: - прогреть двигатель и поддерживать температурный режим в нужных пределах.

Недостаточная компрессия из-за пропуска газов в клапанах или через поршневые кольца: - притереть клапаны или заменить изношенные детали поршневой группы.

Попадание воды в цилиндры, в топливо: - устранить неисправность, при наличии воды в топливе топливо заменить.

- Синий дым (попадание масла в камеру сгорания).

Изношены детали поршневой группы: - кольца, гильзы или поршни. Заменить детали.

Повышенный уровень масла в поддоне: - слить лишнее масло.

Большой расход масла.

Износились поршневые кольца или закоксовались в канавках: - заменить или очистить канавки.

Большой торцовый зазор между поршневыми кольцами и канавками поршня: - заменить поршневые кольца, а в случае необходимости и поршни.

Овальность и конусность гильз выше допустимых пределов: - заменить.

Большой зазор между стержнями клапанов и направляющими втулками: - заменить изношенные детали.

Размещено на Allbest.ru