Автопоезд МАЗ » Двигатель » Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силы, действующие на детали кривошипно-шатунного механизма двигателя, которые подразделяются на силы давления газов на поршень и инерционные силы движущихся масс.
Инерционные силы за время рабочего цикла изменяются по величине и направлению, что в случае их неуравновешенности приводит к нежелательным вибрациям опор. Кроме того, вибрации, вызываемые периодически действующими силами и моментами, снижают мощность, а следовательно, и экономичность двигателя. Поэтому осуществление уравновешивания двигателя является чрезвычайно важным.
В V-образных двигателях с углом развала 90° и общей шатунной шейкой на каждую пару цилиндров равнодействующая сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс обоих цилиндров направлена по радиусу кривошипа и суммируется с центробежной силой вращающихся масс. Суммарную силу уравновешивают противовесами, которые располагают на продолжении щек коленчатого вала. Для снижения массы кривошипно-шатунного механизма и двигателя применена система уравновешивания с выносными противовесами, расположенными на переднем конце коленчатого вала двигателя и в маховике.
Особенностью кривошипно-шатунного механизма двигателя является применение полноопорного коленчатого вала с установкой на одну шатунную шейку вала двух шатунов, расположенных один против другого. При этом ширина шатунных шеек по сравнению с шатунными шейками однорядных двигателей увеличилась, а противоположно расположенные цилиндры смещены по длине двигателя на ширину шейки.
По сравнению с неполноопорной схемой коленчатого вала с восемью шатунными шейками принятая схема значительно позволяет сократить длину двигателя, уменьшить изгибающие моменты, действующие на щеки, прилегающие к опорным шейкам вала, а также снизить суммарную деформацию вала. Кроме того, коленчатый вал двигателя при такой конструкции отличается большой простотой и технологичностью ремонта.
Коленчатый вал изготовлен из высокоуглеродистой стали 50Г методом горячей штамповки, имеет пять коренных и четыре шатунных шейки, рее шейки коленчатого вала подвергаются поверхностной закалке с нагревом ТВЧ на глубину 3,0 — 4,0 мм и имеют твердость HRC352—62. Для снижения массы коленчатого вала шатунные шейки выполнены полыми, а внутренняя полость их используется для дополнительной центробежной очистки масла.
Для обеспечения надежности работы двигателя рабочие поверхности вала двигателя обрабатывают с большой точностью и высокой чистотой обработки поверхностей. Большое значение для обеспечения прочности вала на изгиб имеет правильное выполнение переходных галтелей между щеками и шейками вала (при перешлифовках вала подрезы и уменьшение радиусов недопустимы). Балансировку коленчатого вала двигателя осуществляют в сборе с противовесами. От осевых смещений вал фиксируется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры. Передняя и хвостовая части коленчатого вала уплотнены резиновыми самоподвижными сальниками.
Диаметр коренной шейки 110 мм, диаметр шатунной шейки 88 мм.
Для повышения усталостной прочности коленчатого вала все переходные радиусы галтелей, а также выходные кромки масляных каналов тщательно полируют.
Вкладыши подшипников коленчатого вала и нижней головки шатуна сменные, тонкостенные; они имеют стальное основание, рабочий слой выполнен из свинцовистой бронзы. Верхний и нижний вкладыши подшипника коленчатого вала невзаимозаменяемы. В верхнем вкладыше предусмотрены отверстие и канавки для подвода и распределения масла. Оба вкладыша нижней головки шатуна взаимозаменяемы.
Для осуществления ремонта коленчатого вала предусмотрено шесть ремонтных размеров вкладышей. Клеймо ремонтного размера наносят на тыльной стороне вкладыша вблизи стыка.
Поршень (рис. 1) имеет сложную геометрическую форму. Он изготовлен из высококремнистого алюминиевого сплава. Юбка и головка поршня имеют некруглое поперечное сечение и непрямолинейную продольную образующую. В поперечном сечении юбка поршня овального сечения с переменной по высоте разностью осей. Для улучшения приработки поршня к гильзе поверхность юбки покрыта слоем олова толщиной 0,003 — 0,006 мм.
Цилиндрический пояс головки поршня имеет овальное сечение, большая ось которого лежит в плоскости, перпендикулярной к оси поршневого пальца. В диаметральном сечении профиль поршня представляет собой плавную бочкообразную кривую. Такая сложная форма поршня позволяет обеспечить надежность его работы при сравнительно малых зазорах между юбкой поршня и гильзой, равных 0,19 — 0,21 мм. Для обеспечения указанного зазора поршни и гильзы цилиндров по внутреннему диаметру разбиты на шесть размерных групп. Каждый цилиндр двигателя при сборке комплектуется поршнем и гильзой одной размерной группы. Клеймо наносят на днище поршня.
В днище поршня, имеющем толстые стенки, расположена часть камеры сгорания тороидальной формы, что способствует завихрению воздушного заряда, улучшает распыливание, смешивание и сгорание топлива.
Шатун двутаврового сечения, изготовлен из стали 40ХФА (ГОСТ 4543 — 71). Нижняя головка имеет разъем с углом 55°30? к продольной оси, что позволяет осуществлять демонтаж и монтаж поршня в сборе с шатуном через гильзу цилиндров при наружном диаметре нижней головки шатуна, превышающем диаметр гильзы цилиндра.
Расточка под вкладыш в нижней головке шатуна выполнена в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. Для обеспечения комплектности на стыке со стороны длинного болта выбиты метки, одинаковые для шатуна и крышки. Метки имеют условный порядковый номер шатуна.
Поршневой палец 5 изготовлен из стали 12ХНЗА с последующей цементацией наружной поверхности на глубину 1,0 — 1,4 мм, закалкой и отпуском до твердости HRC3 50 — 65. Наружный диаметр пальца после шлифования составляет 50-о,оо8 мм-
Комплект поршневых колец состоит из трех компрессионных и двух маслосъемных колец. Верхнее компрессионное кольцо 2, как наиболее нагруженное, отливают из модифицированного чугуна и термо- обрабатывают до твердости НВ 94—102. Остальные поршневые кольца изготовляют из чугуна и подвергают искусственному старению после предварительной обработки торцов.
Компрессионные кольца в сечении имеют форму прямоугольной трапеции с углом наклона рабочей поверхности 10°±10° , что снижает их закоксовывание. Наружная цилиндрическая поверхность верхнего кольца покрыта слоем пористого хрома толщиной 0,1 — 0,2 мм. На наружной цилиндрической поверхности второго и третьего компрессионных колец расположено по три кольцевых канавки глубиной 03 мм. Поверхность канавок покрыта слоем олова толщиной 0,010 — 0,015 мм для улучшения приработки колец в гильзе.
Маслосъемные кольца имеют одинаковые конструкцию и размеры. На наружной цилиндрической поверхности маслосъемного кольца выполнена канавка, образующая две рабочие кромки. Для снижения расхода масла на угар рабочая кромка со стороны канавки притуплена фаской шириной 0,5 мм. По середине канавки выполнены отверстия для отвода масла. Под маслосъемные кольца устанавливают расширитель кольца, изготовленный из стальной ленты.
Процесс газообмена, т. е. впуск свежего воздуха и выпуск отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего процесса, в каждом из цилиндров регулируется механизмом газораспределения.
Похожие статьи:
Рубрика: 
Метки: