Кривошипно-ползунный и газораспределительный механизмы
Энергия расширения продукта сгорания топлива передается на
коленчатый вал двигателя через кривошипно-ползунный механизм.
Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в
механическую. Детали кривошипно-ползунного механизма при этом
подвергаются воздействию значительных механических и термических
нагрузок. Подбор материалов поршня, пальца, поршневых колец и их
конструкция обеспечивают надежное уплотнение цилиндра, эффективный
теплоотвод, малую массу деталей, минимальный коэффициент трения,
высокую прочность и надежность.
Поршни 27 изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова
для улучшения прирабатываемости. Юбка поршня в поперечном сечении
овальная, причем большая ось овала перпендикулярна оси поршневого
пальца. По высоте поршень имеет коническую форму: в верхней части
меньший диаметр, чем в нижней. Кроме того, а бобышках поршня залиты
стальные пластины 32. Все это выполнено для компенсации
неравномерности тепловой деформации поршня при работе в цилиндрах
двигателя, возникающей из-за неравномерного распределения массы
металла внутри юбки поршня. В бобышках поршня имеются отверстия для
прохода масла к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец
смещено от оси симметрии на 2 мм а правую сторону двигателя. Это
уменьшает возможность появления стука поршня при переходе через
верхнюю мертвую точку. Для правильной установки поршня в цилиндр
около отверстия под поршневой палец имеется метка П. При сборке
необходимо следить, чтобы метка была обращена в сторону передней
части двигателя.
Поршни по наружному диаметру подразделяются на пять классов через
0,01 мм и индивидуально подобраны к каждому цилиндру, а по диаметру
отверстия под поршневой палец - на три категории через 0,004 мм.
Класс поршня (букву) и категорию отверстия под поршневой палец
(цифру) клеймят на днище поршня.
По массе в одном и том же двигателе поршни подобраны с максимально
допустимым отклонением.
Поршневой палец 26 - стальной, цементированный, трубчатого сечения,
запрессован в верхнюю головку шатуна с натягом и свободно вращается
в бобышках поршня.
Поршневые пальцы, как и отверстия в бобышках поршня, по наружному
диаметру подразделяются на три категории через 0,004 мм. Категорию
пальца (цифру) помечают на его наружной поверхности или торец пальца
окрашивают в соответствующий цвет: синий - первая категория, зеленый
- вторая, красный - третья. Собираемые палец и поршень должны
принадлежать к одной категории.
Поршневые кольца 28, 29, 30, обеспечивающие необходимое уплотнение
цилиндра, изготовлены из чугуна. На поршне установлены два
компрессионных (уплотняющих) кольца, которые уплотняют зазор между
поршнем и цилиндром и отводят тепло от поршня, и одно маслосъемное,
которое препятствует попаданию масла в камеру сгорания. Кольца
прижимаются к стенке цилиндра силами собственной упругости и
давлением газов. Верхнее компрессионное кольцо 28 работает в
условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов
сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения
износоустойчивости наружная поверхность его хромирована и для
улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей.
Нижнее компрессионное кольцо 29 - скребкового типа (имеет проточку
по наружной поверхности), фосфатированное, выполняет также
дополнительную функцию и масло-сбрасывающего кольца.
Необходимо следить, чтобы это кольцо обязательно устанавливалось
проточкой вниз, иначе будут возрастать расход масла и
нагарообразование в камере сгорания.
Маслосъемное кольцо 30 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла
и внутреннюю витую пружину 31 - расширитель, обеспечивающий
дополнительное прижатие кольца к стенке цилиндра.
Шатуны 25 - стальные, кованые со стержнем двутаврового сечения.
Нижняя головка шатуна разъемная; в ней устанавливаются вкладыши 21
шатунного подшипника. Крышка нижней головки 23 крепится двумя
болтами 24 и самоконтрящимися гайками 22. Шатун обрабатывается
вместе с крышкой, и поэтому при сборке имеющиеся номера на шатуне и
крышке должны быть одинаковыми и находиться с одной стороны.
Через отверстие в месте перехода нижней головки шатуна в стержень'
проходит масло, смазывающее стенки цилиндра.
При сборке шатуна с поршнем метка П на поршне должна находиться со
стороны масляного отверстия в нижней головке шатуна.
Коленчатый вал 1, отлитый из чугуна, является основной силовой
деталью двигателя, которая воспринимает действие давления газов и
инерционных сил. Материал вала работает на усталость. Повышение
усталостной прочности достигается, большим перекрытием коренной и
шатунной шеек, наличием пяти опор (полноопорный), поверхностной
закалкой шеек токами высокой частоты на глубину 2-3 мм, специально
выполненными переходами между шейками и щеками, тщательной
обработкой напряженных мест.
Смазка от коренных подшипников к шатунам подводится по сверленным
каналам, которые закрыты заглушками 40. Осевое перемещение
коленчатого вала (не более 0,35 мм) ограничено двумя упорными
полукольцами 37, расположенными в блоке по обе стороны заднего
коренного подшипника. Следует иметь в виду, что канавки, находящиеся
на одной стороне полуколец 37, должны быть обращены к упорным
поверхностям коленчатого вала.
В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний
подшипник 34 первичного вала коробки передач.
Маховик 36 отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый
обод для пуска двигателя стартером. Маховик крепится к заднему торцу
коленчатого вала шестью болтами 33, под которыми установлена шайба
35. При установке маховика на коленчатый вал необходимо, чтобы метка
(конусообразная лунка) около зубчатого обода маховика и ось шатунной
шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну
сторону от оси коленчатого вала.
Вкладыши коренных 38, 39 и шатунных 21 подшипников - тонкостенные,
биметаллические, сталеалюминиевые. Вкладыши каждого коренного или
шатунного подшипника состоят из двух половинок. От провертывания
вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или
коренного подшипника. Все шатунные вкладыши одинаковы и
взаимозаменяемы. Вкладыши 38 первого, второго, четвертого и пятого
коренных подшипников одинаковы и взаимозаменяемы, вкладыш 39
третьего (центрального) коренного подшипника отличается от остальных
шириной.
Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров
свежим зарядом горючей смеси и выпуск отработавших газов.
К деталям газораспределительного механизма относятся:
распределительный вал, клапаны и направляющие втулки, пружины с
деталями крепления, рычаги привода клапанов. Газораспределительный
механизм приводится в движение от ведущего шкива коленчатого вала 1
зубчатым ремнем. Этим же ремнем через другой шкив приводится в
движение валик привода масляного насоса, распределителя зажигания и
топливного насоса.
Распределительный вал 3, управляющий открытием и закрытием
клапанов,- чугунный, литой, с закаленными токами высокой частоты
трущимися поверхностями кулачков и опорных шеек.
К переднему торцу распределительного вала крепится центральным
болтом ведомый шкив. Распределительный вал вращается на пяти опорах
в специальном корпусе, укрепленном на головке цилиндров в девяти
точках.
От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным
фланцем 2, помещенным в проточке передней опорной шейки вала.
Упорный фланец прикреплен к корпусу подшипников распределительного
вала двумя шпильками с гайками. Смазка к трущимся поверхностям
распределительного вала подводится от масляной магистрали через
канавку на центральной опорной шейке, через сверление по оси вала и
отверстия на кулачках и опорных шейках.
Клапаны (впускной 5 и выпускной 19), служащие для периодического
открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов,
расположены наклонно в головке блока цилиндров в один ряд. Головка
впускного клапана имеет больший диаметр для лучшего наполнения
цилиндра, а рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких
температурах в агрессивной среде выпускных газов, имеет наплавку из
жаростойкого сплава. Кроме того, выпускной клапан выполнен
составным: стержень из хромоникельмолибденовой стали с лучшей
износостойкостью на трение и теплопроводностью для отвода тепла от
головки клапана к его направляющей втулке, а головка из жаропрочной
хромоникельмарганцовистой стели. Впускной клапан изготовлен из
хромоникельмолибденовой стали.
Пружины 10 и 11 прижимают клапан к седлу и не дают возможности
клапану отрываться от рычага привода. Пружины нижними концами
опираются на две опорные шайбы 8 и 9. Верхняя опорная тарелка 12
пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 13, имеющими в
сложенном виде форму усеченного конуса.
Направляющие втулки 6 и 20 клапанов изготовлены из чугуна,
запрессованы в головку и удерживаются от возможного выпадания
стопорными кольцами 4. Отверстие во втулке окончательно
обрабатывается в сборе с головкой блока цилиндров, что обеспечивает
узкий допуск на диаметр отверстия и точность его расположения по
отношению к рабочим фаскам седла и клапана. Для уменьшения
проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и
стержнем клапана применены маслоотражательные колпачки 7,
изготовленные из маслостойкой резины.
Седла клапанов изготовлены из специального чугуна м в охлажденном
состоянии запрессованы в нагретую головку. Вставные седла клапанов
обеспечивают необходимую прочность при воздействии ударных нагрузок.
Для того чтобы получить надежную посадку седла клапана в расточенном
гнезде головки блоке при различных коэффициентах расширения
материалов головки блока и седла, седло перед запрессовкой охлаждают
до -180°С, а головку цилиндров нагревают до 170°С.
Рычаги 14 стальные, передают усилие от кулачка распределительного
вале клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку
регулировочного болта 16 и удерживается пружинами 15, а другим
концом, имеющим специальную канавку для удерживания рычага на
клапане, опирается на торец клапана.
Регулировочный болт 16 ввернут во втулку 18, которая, в свою
очередь, ввернута в головку блока цилиндров. Регулировочный болт
стопорится гайкой 17.
