Поршневой палец (ЗиЛ-131 и КамАз 740)
Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Он должен быть прочным, легким и износостойким, так как во время работы подвергается трению и большим механическим нагрузкам, переменным по величине и направлению.
Пальцы изготовляют из углеродистой и малоуглеродистой стали в виде пустотелых трубок. Для повышения надежности износостойкости наружную поверхность пальца цементируют или закаливают, а затем тщательно шлифуют и полируют. Пальцы из углеродистой стали закаливают на глубину 1…1,5мм, а изготовленные из малоуглеродистой стали подвергают цементации на глубину 1…1,4мм. После цементации пальцы закаливают и отпускают до определенной твердости. После такой термообработки наружная поверхность пальца твердая, а сердцевина вязкая. В бобышках поршня палец укреплен стопорными кольцами, удерживающими его от осевого смещения. Такой палец называют плавающим, так как он при работе двигателя может повертываться в верхней головке шатуна и бобышках поршня. Плавающие поршневые пальцы равномернее изнашиваются и поэтому долговечнее.
У работающего двигателя поршень из алюминиевого сплава расширяется больше, чем стальной палец, поэтому возможен его стук в бобышках поршня. Для устранения этого явления палец в бобышках устанавливают с натягом 0,01…0,02 мм, нагревая поршень перед сборкой до температуры 70…90оС, что обеспечивает поддержание нормального теплового зазора (0,01…0,03мм) в этом сопряжении на всех режимах работы. При работе двигателя поршень нагревается и палец получает возможность повертываться вокруг своей оси.
Поршневые кольца (ЗиЛ-131 и КамАз 740)
Поршневые кольца. Основная функция поршневых колец – уплотнение камеры сгорания и обеспечение герметичности соединения деталей поршень – цилиндр – канавки. Кроме того, при сгорании рабочей смеси значительное количество тепла поглощается поршнем и отводится от него поршневыми кольцами.
а – типы поршневых колец; б – расположение колец на поршне.
Конструктивно поршневое кольцо (рис.8) представляет собой плоскую разрезную пружину с зазором, который называется замком. Замок может быть прямым, косым или ступенчатым. Получили распространение кольца с прямым замком как наиболее простые в изготовлении. Замок позволяет устанавливать кольца на поршень и обеспечивает свободное расширение их при нагревании в процессе работы двигателя.
Поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные.
Компрессионные кольца отлиты из серого чугуна, легированного молибденом (ГОСТ 846—48), твердость HRB 98—106. Поверхность двух верхних компрессионных колец хромируется. Маслосъемные кольца составные, состоящие из двух плоских стальных колец и двух расширителей — осевого и радиального. Поверхность плоских стальных колец хромируется.
Часть двигателей в 1964—1965 гг. была выпущена заводом с чугунными маслосъемными кольцами.
Шатун (ЗиЛ-131 и КамАз-740 )
Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом и передает ему усилие от давления газов на поршень к коленчатому валу, воспринимаемого поршнем при рабочем ходе, а также сообщает движение поршню при подготовительных тактах.
Изготавливается штамповкой из высококачественной (легированной или углеродистой) стали.
При работе двигателя шатун совершает сложное движение. Он движется возвратно-поступательно вдоль оси цилиндра и качается относительно оси поршневого пальца
1,4 – верхняя и нижняя головка шатуна; 2 – втулка верхней головки; 3 – стержень шатуна; 5 – вкладыши шатунного подшипника; 6 – крышка нижней головки шатуна; 7 – шплинт; 8 – корончатая гайка; 9 – фиксирующий усик вкладыша; 10 – шатунный болт; 11 – отверстие для масла.
Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая или биметаллическая с бронзовым слоем втулка, а в нижнюю, состоящую из двух частей, установлены тонкостенные вкладыши, представляющие собой стальную ленту, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем антифрикционного сплава (ЗиЛ-131 – высокооловянистый алюминий, КамАЗ-740 – трехслойная с рабочим слоем из свинцовистой бронзы).
От осевого смещения и провертывания вкладыши удерживаются выступами (усиками) 9, которые входят в канавки нижней головки шатуна и его крышки. В нижней головке шатуна и во вкладыше делается отверстие для периодического выбрызгивания масла на зеркало цилиндра или на распределительный вал.
Обе половинки головки соединяются высокопрочными специальными шатунными болтами 10, гайки которых во избежание самоотвертывания фиксируются. В двигателе ЗиЛ – 131 – момент затяжки гаек – 80…90 Нм. В двигателе КамАЗ – 740 – затяжку гаек производят до удлинения шатунных болтов на 0,25…0,27 мм.
Внутренняя поверхность нижней головки шатуна обработана в сборе с крышкой. Поэтому крышки нижних головок шатунов невзаимозаменяемы. Чтобы их правильно установить, на боковую поверхность нижней головки шатуна и крышки наносят порядковый номер и цифры комплектности, которые должны совпадать при сборке.
В изучаемых двигателях на одной шатунной шейке коленчатого вала закреплено по два шатуна. Для лучшей уравновешенности кривошипно-шатунного механизма разница в массе шатунов не должна превышать 6…8 грамм. В V-образных двигателях на каждой шатунной шейке коленчатого вала расположены два шатуна. В этих двигателях для правильной сборки шатунно-поршневой группы поршни и шатуны устанавливают строго по меткам. На крышке и стержне шатуна дизеля КамАЗ-740 метки выбивают в виде трехзначных номеров. Кроме того, на крышке шатуна выбивают порядковый цилиндра. Так, у двигателя ЗиЛ-131 метка на днище поршня должна быть направлена к передней части двигателя. При этом метка на шатуне для левого ряда цилиндров должна быть направлена в одну сторону с меткой на поршне, а метка на шатуне для правого ряда цилиндров должна быть направлена в противоположную сторону относительно метки на поршне.