5. Назначение , техническая характеристика и общее устройство кривошипно-шатунного механизма.

Назначение : кривошипно-шатунный механизм служит для осуществления рабочего цикла двигателя и преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Техническая характеристика КШМ :

1. Тип - оксиальный

2. Материал блока цилиндров - чугун серый, специальный

3. Гильзы цилиндров - мокрые, отлиты из специального чугуна

4. Головки цилиндров - две, отлиты из серого специального чугуна

5. Коленчатый вал - стальной кованый с привертными противовесами

6. Число опор коленчатого вала - 5

7. Материал поршня - алюминиевый сплав

8. Число поршневых колец

компрессионных - 3

маслосъемных - 2

9. Поршневые пальцы - плавающего типа

10. Шатуны - стальные кованные

11. Маховик - чугунный со стальным зубчатым венцом

Кривошипно-шатунный механизм состоит из :

- неподвижных деталей,

- подвижных деталей.

Неподвижные детали КШМ:

1. Блок-картер.

2. Гильзы цилиндров.

3. Головки цилиндров.

4. Крышки головок цилиндров.

5. Крышка распределительных шестерен.

6. Картер маховика.

7. Крышки коренных подшипников.

8. Поддон.

Подвижные детали КШМ:

1. Коленчатый вал

2. Шатун

3. Поршень.

4. Поршневой палец.

5. Поршневые кольца.

6. Маховик.

Блок-картер – является основной корпусной деталью двигателя и служит основанием для размещения и крепления механизмов и систем двигателя. Представляет собой жесткую пространственную отливку из низколегированного серого чугуна с точно обработанными посадочными местами для гильз цилиндров, вкладышей подшипников коленчатого вала, втулок распределительного вала и топливного насоса высокого давления. Отливка подвергается искусственному старению для снятия термических напряжений, что позволяет блоку сохранить правильные геометрические формы и размеры в процессе эксплуатации. Блок растачивается в сборе с крышками коренных опор, поэтому они не взаимозаменяемы и устанавливаются в определенном положении.

В верхней части блок-картера под углом 90º расположены два ряда цилиндровых гнезд с привалочными поверхностями под головки цилиндров. Правый ряд цилиндров смещен относительно левого вперед на 35 мм, что обусловлено установкой двух шатунов на общую шатунную шейку коленчатого вала. На привалочных поверхностях под крепление головок цилиндров выполнены литые отверстия для прохода штанг толкателей, отверстия для слива масла из полости клапанного механизма головки, для перепуска воды из водяной рубашки блока в головку цилиндров.

Картерное пространство блока цилиндров разделено поперечными перегородками на отсеки, в каждом из которых расположены по одному цилиндру левого и правого рядов.

Внутри блока выполнены водяные каналы, масляные каналы системы смазки.

В развале блока цилиндров расположены постели для установки топливного насоса высокого давления.

В нижней части блока выполнены постели для установки коленчатого вала. Снизу блок-картер закрыт поддоном, который одновременно служит емкостью системы смазки двигателя.

К переднему торцу блока болтами крепится литая крышка шестерен газораспределения и привода агрегатов.

К заднему торцу блока крепится картер маховика.

Гильзы цилиндров – служат полостью для осуществления рабочего цикла и являются направляющими для движения поршня.

Гильзы цилиндров мокрые, толстостенные, отливаются из специального чугуна с перлитной структурой. Внутренняя поверхность гильзы, называемая зеркалом цилиндра, закаливается токами высокой частоты и обрабатывается до чистоты с высотой микро шероховатостей 0,2-0,5 мкм.

Для получения оптимального зазора гильза-поршень гильзы по внутреннему диаметру разделяются на четыре размерные группы, обозначаемые буквами А, АА, ААА, АААА. Обозначение размерной группы наносится на верхнем торце бурта гильзы. При комплектации двигателя в каждый цилиндр устанавливаются гильзы и поршни одной размерной группы.

Наружная поверхность гильзы имеет два обработанных пояса, которыми гильза фиксируется в соответствующих расточках блока цилиндров.

В нижнем поясе гильзы выполнены две канавки прямоугольного сечения, в которых устанавливаются резиновые уплотнительные кольца для предотвращения попадания охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения в полость масляного картера двигателя.

Головка цилиндров - служит для за­крытия рабочей полости цилиндров, а также основанием для размещения деталей газораспределительного механизма.

В головке цилиндров размещены клапаны с пружинами, коромысла клапанов, стойки коромысел и форсунки. Для обеспечения отвода тепла головка цилиндров имеет водяную рубашку, сообщающуюся с рубашкой блока.

Две головки двигателя полностью взаимозаменяемы и представляют собой цельные отливки из низколегированного серого чугуна. Головки цилиндров крепятся к блоку шпильками. Гайки крепления головок затягиваются крутящим моментом 22-24 кгм на холодном двигателе, на нагретом до нормальной рабочей температуры двигателе момент затяжки увеличивается до 24-26 кгм. Стык головки цилиндров и блока уплотняется прокладкой с окантовками цилиндровых отверстий и отверстий для прохода охлаждающей жидкости.

Прокладка головки цилиндров предназначена для уплотнения газового стыка между головкой и блоком. Изготавливается из асбостального листа толщиной 1,4 мм. Цилиндровые отверстия прокладки имеют окантовку из листовой стали, окантовки водяных отверстий медные. При установке и креплении головок на двигатель следует учитывать, что провкладка может быть установлена на шпильки только в одном положении.

Головки блока закрываются крышками. Крышки головок цилиндров – штампованные из листовой стали, крепятся к головкам цилиндров винтами с пластмассовыми головками. В одну из крышек вварена маслоналивная горловина для заправки двигателя маслом.

Крышка распределительных шестерен закрывает привод распределительного вала и является гнездом для установки элементов уплотнения носка коленчатого вала. В полости между крышкой и передней стенкой блока расположены передний противовес системы уравновешивания двигателя, шестерни привода топливного насоса и механизма газораспределения. К нижней плоскости крышки крепится масляный поддон, а к верхней – верхняя крышка блока. Отлита из алюминиевого сплава. Крепится к блоку цилиндров болтами с уплотнением стыка паронитовой прокладкой. С левой стороны крышки имеется резьбо­вое отверстие для установки масломерной линейки. На специальной площадке на пе­реднем торце крышки нанесены метки для установки угла опережения впрыска топлива.

Кожух маховика - закрывает полость мас­ляного картера двигателя сзади. Отлит из специального серого чугуна. Внизу имеет люк для доступа к зубчатому венцу маховика при выполнении регулировочных работ.

Крышки коренных подшипников - являются съемной частью коренных опор и постелью для установки вкладышей коренных подшипников коленчатого вала. На задней коренной опоре с обеих сторон выполнены цилиндрические выточки для установки упорных полуколец коленчатого вала, которые удерживают вал от осевых смещений. Крышки коренных подшипников необходимо устанавливать строго в свои гнезда и определенной сторо­ной, т.к. они совместно с блоком обрабаты­ваются.

Каждая крышка имеет порядковый номер опоры, нумерация которых начинается от переднего торца блока. Болты крепления крышек коренных подшипников затягивают с моментом 300-320 н.м. (30-32Кгм). Верхние и нижние вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемые.

Поддон - закрывает картер двигателя снизу и является резервуаром для хранения масла. Стальной, штампованный, со сливной маг­нитной пробкой.

Подвижные детали КШМ

Поршень - служит для восприятия давления газов и осуществления вспомогательных тактов. Изготовлен из высококремнистого алюминиевого сплава.

Состоит:

• днище;

• головка;

• юбка;

• бобышки.

В днище поршня выполнена тороидальной формы камера сгорания, которая обеспечи­вает равномерное распределение тепла от днища к юбке поршня. Внутри поршня имеются две бобышки с от­верстиями под поршневой палец. На верхней части поверхности головки поршня и юбке проточены канавки для установки компрессионных и маслосъемных колец. По окружности канавок, в которых размещены маслосъемные кольца, просверлены сквозные отверстия для отвода масла в картер двигателя. Поршни имеют четыре размерные группы, обозначенные клеймами А, АА, ААА, АААА на днищах поршней. Каждый цилиндр двигателя при сборке комплектуется поршнем и гильзой одной размерной группы.

Поршневые кольца - обеспечивают герме­тичность рабочей поверхности цилиндра, отвод теплоты от головки поршня и удаления излишков масла с зеркала цилиндра. По своему назначению поршневые кольца разделяются на компрессионные и маслосъемные.

На каждом поршне устанавливаются три компрессионных и два маслосъемных кольца.

Компрессионные кольца изготавливаются из высокопрочного чугуна трапецеидальной формы. Рабочая поверхность верхнего компресси­онного кольца покрыта слоем пористого хрома. Два нижних компрессионных кольца покрыты слоем олова для лучшей приработки колец к гильзе. Компрессионные кольца скошенной по­верхностью устанавливаются в сторону днища (вверх), а замки смежных колец на180°.

Маслосъемные кольца имеют прямоуголь­ное сечение. В середине колец выполнено по 10 пазов для прохода масла, снимаемого кольцами со стенок цилиндра.

Поршневой палец - служит шарнирным со­единением между поршнем и шатуном. Пустотелый, плавающего типа, стальной. Наружная поверхность пальца центрируется на глубину 1,0-1,4 мм. и подвергается закалке и отпуску. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами. Поршневой палец в поршень устанавливается с натягом.

Шатун - передает усилия от поршневого пальца на коленчатый вал и участвует в осуществлении вспомогательных тактов. Тип - стальной, кованый, двутаврового се­чения, с косым разъемом и зубчатым стыком.

Состоит:

• тело шатуна;

• верхняя неразъемная головка;

• нижняя разъемная головка.

Крышка к нижней головке шатуна крепится двумя болтами. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка, являющаяся подшипником скольжения. В нижнюю головку шатуна устанавливаются два взаимозаменяемых вкладыша со стальным основанием, залитым свинцовистой бронзой. Вдоль тела шатуна выполнен канал для подачи масла к поршневому пальцу. На крышке и шатуне со стороны короткого болта выбит порядковый номер цилиндра. На стыке со стороны длинного болта выбиты метки спаренности. При сборке шатуна с поршнем смещение камеры в поршне должно быть направлено в сторону высокой бобышки нижней крышки шатуна.

Коленчатый вал - воспринимает усилия от шатунов и преобразует его в крутящий мо­мент, а также обеспечивает привод вспомо­гательных механизмов и приборов. Тип: стальной, штампованный, полноопорный.

Состоит из:

• 5 коренных шеек;

• 4 шатунных шеек;

• противовесов;

• шестерни привода распределительного вала;

- носка, хвостовика

Шатунные шейки вала имеют внутренние полости, закрытые заглушками, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке. Полости шатунных шеек сообщаются посредством наклонных каналов с поперечными каналами в коренных шейках.

От осевых смещений коленчатый вал удер­живается четырьмя бронзовыми полукольцами. Носок и хвостовик коленчатого вала уплотняются резиновыми самоподвижными сальниками.

Маховик уменьшает неравномерность вращения коленчатого вала, выводит поршни из мертвых точек и обеспечивает пуск двигателя стартером. Отлит из серого чугуна и крепится болтами к хвостовику коленчатого вала. Маховик фиксируется относительно шеек коленчатого вала штифтами. Зубчатый венец маховика служит для пуска двигателя стартером. На наружной поверхности маховика имеется 12 радиальных отверстий для проворачивания коленчатого вала при регулировках двигателя, а также нанесены метки для регулировки угла опережения впрыска топлива.