Индивидуальное задание
Описать назначение и конструкцию поршней, поршневых колец, шатунов и подшипников коленчатого вала двигателей ваз-2101, змз-24, зил-130, ямз-238, ямз-740. Ваз - 2101
Поршень служит для восприятия силы давления газов и передачи ее через поршневой палец и шатун на коленчатый вал.
Поршни автомобиля ВАЗ-2101 отливаются из алюминиевых сплавов. У поршня различают две части: головку и юбку. Днище головки образует часть камеры сгорания и воспринимает давление газов при их расширении. В головке выполнены канавки , в которые устанавливаются поршневые кольца. Юбкой называется нижняя часть поршня, которая служит для направления его движения в цилиндре. Вследствие неодинакового расширения головки и юбки диаметр головки делают меньше диаметра юбки. Юбка поршня в поперечном сечении овальная с меньшей осью овала в плоскости поршневого пальца и большей – в плоскости действия боковых сил, что дает возможность уменьшить зазор между поршнем и цилиндром и исключить стуки при работе холодного двигателя. В средней части поршня в юбке имеются две бобышки для установки поршневого пальца. Ось отверстия под поршневой палец в бобышках смещена в правую сторону по ходу автомобиля на 2 мм. Такое смещение обеспечивает более плавное перемещение поршня при изменении направления движения в зоне ВМТ при рабочем ходе, что снижает боковое давление поршня на стенку цилиндра и уменьшает износ последнего.
Поршневые кольца, изготавливаемые из специального чугуна, имеют разрезы (замки). Два верхних кольца являются компрессионными, они служат для уменьшения утечки газов. Верхнее компрессионное кольцо хромировано, что повышает его износостойкость и предотвращает появление задиров на гильзах цилиндров, нижнее – фосфатировано. Третье поршневое кольцо – маслосъемное, на наружной поверхности оно имеет проточку и несколько щелевидных прорезей для отвода излишнего масла, снимаемого со стенок цилиндра, во внутреннюю полость поршня. На внутренней поверхности маслосъемного кольца проточена канавка, в которую установлена расширительная пружина.
Шатун соединяет поршень с шатунной шейкой коленчатого вала. Он служит для передачи сил давления газов от поршня на коленчатый вал при рабочем ходе, а при осуществлении вспомогательных тактов – усилий от коленчатого вала к поршню.
Он представляет собой стержень двутаврового сечения с верхней и нижней головками. Нижняя головка делается разъемной, в нее вставлены тонкостенные сталеалюминевые вкладыши.
Коренные подшипники коленчатого вала имеют сменные тонкостенные двухслойные вкладыши, изготовленные из стальной ленты, залитой с одной стороны алюминиевым сплавом. Верхние и нижние коренные вкладыши одинаковые, на рабочей поверхности для прохода масла они имеют кольцевую канавку и два отверстия.
Ямз – 740, ямз - 236
Поршни двигателя ЯМЗ-740 изготовлены из высококремнистого алюминиевого сплава, имеют вставки из жаропрочного чугуна под верхнее компрессионное кольцо, в толстостенном днище поршня выполнена камера сгорания.
Уплотняющая часть поршня имеет диаметр увеличивающийся к низу. Юбка поршня имеет две бобышки (приливы) с отверстиями для поршневого пальца. Каждая бобышка связана с днищем поршня двумя ребрами. Юбка поршня ЯМЗ-740 в нижней части имеет боковые выемки для прохода противовесов коленчатого вала при его вращении.
Юбка поршня обычно имеет прорези, которые предупреждают заедание поршня при нагреве и позволяют уменьшить зазор между гильзой цилиндра и поршнем. Заклинивание поршня исключает также придание юбке овальной формы. Диаметр поршня в плоскости, перпендикулярной оси пальца делают больше, чем в направлении оси пальца (у ЗИЛ-130 на 0.52 мм). При нагревании поршень расширяется сильнее в направлении оси поршневого пальца, где в бобышках сосредоточена наибольшая масса металла. Поэтому овальный поршень при нагреве получит цилиндрическую форму.
Отверстие под поршневой палец располагается не по оси симметрии поршня, а смещена вправо по ходу автомобиля. Этим уменьшается сила удара поршня о стенки гильзы при переходе его через ВМТ в процессе сгорания – расширения.
Для улучшения приработки поршней к гильзам цилиндров и предохранения их от задиров юбку поршня покрывают слоем коллоидного графита.
Поршне вые кольца устанавливают в канавки, расположенные в головке поршня. В целях повышения износостойкости поверхность поршневого кольца подвергают пористому хромированию. Остальные кольца для ускорения приработки подвергают тонким слоем олова. Нижнее компрессионное кольцо двигателя ЯМЗ – 740покрыто молибденом. На наружной и внутренней поверхностях колец делают фаски или канавки.
Шатун и его головку изготавливают из легированной или углеродистой стали. В верхнюю головку шатуна запрессовывают одну или две втулки из оловянистой бронзы, а в нижнюю вставляют тонкостенные стальные вкладыши залитые слоем антифрикционного сплава. Нижняя головка шатуна и крышка соединяются двумя болтами, гайки которых шплинтуются. Вкладыши шатунных подшипников двигателя ЯМЗ – 740 изготавливают из стальной ленты покрытой слоем свинцового сплава.
От провертывания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки выфрезерованные в шатуне и его крышке.
Центробежные силы, возникающие при большой скорости вращения коленчатого вала нагружают коренные подшипники и ускоряют их износ. Для их разгружения служат противовесы, расположенные против шатунных шеек коленчатого вала.
Вкладыши коренных подшипников обычно той же конструкции, что и вкладыши шатунных подшипников. Верхний вкладыш устанавливается в выемку (постель) верхней части картера, нижний – в крышки коренных подшипников.
Крышки коренных подшипников растачивают совместно с блоком цилиндров и при сборке двигателя их устанавливают только на свои места.
Рис. 1.1 Поршень с шатуном в сборке
Рис 1.2 Детали шатунно-поршневой группы