Назначение, принцип работы, схема системы и характеристика каждого узла с иллюстрацией.

     Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя КамАЗ 740.

Блок цилиндров является корпусной деталью двигателя, он служит основанием для установки и крепления всех его механизмов и систем. Блок цилиндров представляет собой (рис 9) монолитную чугунную отливку с отверстиями, каналами, перегородками и обработанными привалочными плоскостями. В верхней части блока под углом 90 расположены два ряда гнезд для установки гильз, один ряд смещен относительно другого на 20,9 мм, В блоке имеются внутренние полости и каналы для прохода охлаждающей жидкости, вместе они образуют рубашку охлаждения двигателя. Нижняя часть блока называется картером. Здесь устанавливается коленчатый вал. В картере имеются отверстия для прохода масла к трущимся деталям двигателя и к фильтрам смазочной системы. Внутри картер имеет три оребренные перегородки, увеличивающие его жесткость. В этих перегородках, а также в передней и задней стенках картера выполнены расточки, закрываемые крышками 4,5 и являющиеся коренными опорами коленчатого вала. Крышки опор расточены вместе с картером, устанавливаются в строго фиксированном положении и невзаимозаменяемые. Каждая крышка крепится к картеру четырьмя специальными болтами.

Рис. 9. Блок цилиндров в сборе двигателя автомобилей КамАЗ-4310: 1 -блок цилиндров; 2-гильза цилиндров: 3-верхнее уплотнительное кольцо; 4-крышка заднего коренного подшипника коленчатого вала; 5-крышка переднего подшипника коленчатого вала 6-прокладка; 7-передняя крышка блока; 8-резиновая манжета.

В блоке имеются также отверстия под опоры распределительного нала и для размещения толкателей механизма газораспределения. Впереди к картеру через уплотнительную прокладку крепится крышка 7, а в задней части на блоке закреплен картер маховика, выполненный из алюминиевого сплава. Верхняя часть картера маховика служит крышкой распределительных шестерен.

Гильзы цилиндров являются направляющими для поршней и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий процесс двигателя. Они изготовлены отдельно от блока из специального чугуна и закалены токами высокой частоты. На наружной поверхности гильзы имеются верхний и нижние пояски для центрирования и фиксации при запрессовке в блок, а в верхней части упорный бурт для установки на торец блока и надежного уплотнения газового стыка с головкой цилиндров. Наружная поверхность между поясками омывается охлаждающей жидкостью, такие гильзы называются «мокрыми». Уплотнение рубашки охлаждения обеспечивается резиновыми кольцами: в верхней части одно кольцо установлено под буртом в проточке гильзы, в нижней части вала кольца - в проточке блока. Внутренняя поверхность гильз обработана с высокой точностью и чистотой, она называется зеркалом цилиндра. Для лучшего удержания смазки на этой поверхности имеется мелкая редкая ромбовидная сетка.

Рис. 10. Головка блока с клапанами в сборе двигателя автомобилей КамАЗ: 1-головка цилиндра; 2-прокладка крышки головки; 3-болт крепления крышки; 4-крышка головки блока; 5-болт крепления головки; 6-втулка; 7-уплотнительное кольцо; 8-выпускной клапан; 9-седло клапана; 10-направляющая втулка клапана; 11-шайба пружин клапана; 12-пружины клапана; 13-тарслка пружин клапана;14-втулка тарелки; 15-сухарь клапана; 16-уплотнительное кольцо; 17-впускной клапан

Головки цилиндров (рис.10) образуют верхнюю часть рабочей полости двигателя, каждый цилиндр имеет свою головку, изготовленную из алюминиевого сплава. В головке имеется рубашка охлаждения, соединяющаяся с рубашкой блока, отверстия для прохода масла, впускные и выпускные каналы и гнездо под форсунку. Выпускной канал имеет специальный профиль, обеспечивающий вихревые движения воздуха в цилиндре, что улучшает смесеобразование и сгорание топлива в цилиндре. В головку запрессованы чугунные седла 9 и металлокерамические направляющие втулки 6 клапанов 10. При установке на блок головка точно фиксируется двумя штифтами и крепится к нему четырьмя болтами. Между блоком и головкой устанавливается стальная уплотнительная прокладка. При затяжке болтов крепления эта прокладка деформируется кольцом 7, запрессованным в нижнюю плоскость головки, тем самым достигается надежное уплотнение газового стыка между этими деталями и предотвращается прорыв газов из цилиндра. Перепускные отверстия для прохода воды и масла, а также стык головки и блока по периметру уплотняются резиновыми формованными прокладками.

Сверху головка закрывается алюминиевой крышкой 4 через уплотнительную прокладку 2; крышка крепится к головке болтом 3.

Поддон картера закрывает кривошипно-шатунный механизм снизу и является резервуаром для масла. Он изготовлен штамповкой из листовой стали и крепится к картеру болтами через уплотнительную прокладку. В поддоне имеется отверстие, закрывается пробкой, для слива масла из двигателя. Поддоны двигателей автомобилей КамАЗ-4310 и Урал-4320 различаются формой и невзаимозаменяемые.

           

Рис. 11. Поршень сшатуном двигателя автомобилей КамАЗ: 1-маслосъёмное кольцо; 2-пружинный расширитель; 3-чугунное кольцо; 4-компрессионное кольцо; 5-стопорнос кольцо; 6-поршснъ; 7-втулка; 8-шатун; 9-болт; 10-крышка шатуна; 11-вкладыш

Поршни (рис. 11) служат для восприятия давления газов и осуществления вспомогательных тактов, они отливаются из алюминиевого сплава с большим содержанием кремния. В поршне различают уплотняющую часть головку и направляющую часть-юбку. В утолщенном днище головки выполнена камера сгорания, имеющая тороидальную форму, а на боковой поверхности головки имеются три кольцевые канавки под поршневые кольца. В верхнюю канавку, наиболее нагруженную, залита вставка из жаропрочного чугуна, в нижней канавке выполнены отверстия для прохода масла. С внутренней стороны в поршне имеются массивные приливы бобышки с отверстиями под палец. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму: диаметр головки меньше диаметра юбки, сама юбка имеет форму конуса по высоте, а в поперечном сечении форму эллипса с большим диаметром в направлении перпендикулярном оси отверстий под палец.

При нагреве алюминиевый поршень расширяется и вследствие неравномерного распределения металла изменяет свои размеры таким образом, что его форма становится близкой к цилиндрической, это предотвращает его заклинивание в цилиндре и обеспечивает оптимальный зазор в сопряжении 9 поршень-цилиндр. Эллипсность юбки позволяет иметь уменьшенный зазор в этом сопряжении и снижать шум при работе непрогретого двигателя.

Нижняя часть юбки имеет внутреннее кольцевое утолщение, что увеличивает жесткость поршня. При сборке двигателя поршни подбираются по массе, в случае необходимости металл срезается с указанного утолщения.

Для приработки поршня в гильзе на поверхность юбки наносится коллоидно-графитное покрытие.

Поршневые кольца предназначены для предотвращения прорыва пазов через зазор между поршнем и стенкой гильза также для удаления излишков масла со стенок цилиндра, препятствуя проникновению его в камеру сгорания. Кроме того, через кольца значительная часть тепла, поглощаемого головкой поршня при сгорании топлива, отводится к стенкам цилиндра. На поршне устанавливаются три кольца - два верхних называются компрессионными, нижнее - маслосъемное

Кольцо имеет разрез, называемый замком, он обеспечивает свободное расширение кольца при нагревании и позволяет устанавливать кольцо на поршень. Компрессионные кольца изготавливаются из чугуна с шаровидным графитом; в сечении они имеют форму односторонней трапеции. Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца как более нагруженного покрыта слоем хрома, нижнего - слоем молибдена, Маслосъемное кольцо сборной конструкции, оно состоит из чугунного кольца коробчатого сечения с хромированной рабочей поверхностью и витого пружинного расширителя" Чугунное маслосъемное кольцо имеет прорези для прохода масла" При установке компрессионных колец па поршень их размещают наклонной стороной трапеции вверх, кроме того все три кольца располагают так, чтобы их замки находились по окружности под углом 90°.

Поршневые пальцы предназначены для шарнирного соединения поршней с шатунами. Пальцы испытывают значительные нагрузки, поэтому они изготавливаются из стали, подвергаются цементации и закалке токами высокой частоты, их рабочая поверхность шлифована. Для уменьшения масон пальцы выполнены пустотелыми.

Палец размещается в отверстиях бобышек поршня и верхней головки шатуна свободно и при работе двигателя может поворачиваться вокруг своей оси, такой палец называется плавающим. От осевого смещения палец удерживается двумя пружинными стопорными кольцами. При сборке с поршнем палец устанавливается с натягом, это обеспечивает необходимый зазор в нагретом двигателе и предотвращает стуки в этом сопряжении. Натяг достигается нагревом поршня перед сборкой в масле (в воде) до температуры 55…70°С.

Шатуны воспринимают от поршней и передают коленчатому валу давление газов при рабочих ходах, они обеспечивают перемещение поршней при совершении вспомогательных тактов. Шатуны изготовляются горячей штамповкой из стали. В шатуне различают верхнюю головку, стержень двутаврового сечения и нижнюю головку. В верхнюю головку запрессована биметаллическая втулка 7 с рабочим бронзовым слоем, в ней и головке имеется отверстие для прохода масла к трущимся поверхностям.

Для обеспечения сборки нижняя головка выполнена разъемной. Крышка 10 нижней головки крепится с помощью двух болтов 9, запрессованных в шатун; эти крышки окончательно обрабатываются вместе с шатунами, поэтому они невзаимозаменяемые. На крышке и шатуне нанесены метки спаренности в виде трехзначных номеров, на крышке выбит также порядковый номер цилиндра. В нижнюю головку вставляется подшипник скольжения, состоящий из двух взаимозаменяемых сменных тонкостенных вкладышей с рабочим слоем из оловянистой бронзы. От осевого смещения и провертывания вкладыши удерживаются усиками, ходящими в пазы крышки и шатуна; при сборке эти пазы должны быть расположены по одной стороне шатуна. На один двигатель устанавливаются шатуны с разницей в массе не более 8 грамм.

Рис. 12. Коленчатый вал двигателя автомобиля КамАЗ-4310: 1-полумуфта отбора мощности (двигатель автомобиля КамАЗ-4310); 2-стопорная шайба; 3-передний противовес; 4-шестерня привода масляного насоса; 5-заглушка; 6-задний маслоотражатель; 7-распрсдслителъная шестерня; 8-задний противовес; 9-упорные полукольца; 10-крышка коренного подшипника; 11-вкладыш коренного подшипника

Коленчатый вал (рис 12) воспринимает усилия от шатунов и преобразует их в крутящий момент, он также обеспечивает движение поршней во время вспомогательных тактов и пуска двигателя и приводит в действие вспомогательные механизмы. Вал изготавливается штамповкой из стали. Он имеет пять коренных и четыре шатунных шейки, соединенных между собой щеками. Передняя часть вала называется носком, задняя -хвостовиком. Щеки изготовлены заодно с противовесами, на носке и хвостовике также установлены противовесы 3 и 8, напрессованные на вал и удерживаемые от проворачивания шпонками. Шатунные шейки вместе со щеками образуют кривошипы. Противовесы служат для разгрузки коренных опор от центробежных сил, возникающих при вращении кривошипов. Шейки вала упрочнены азотированием, закалены токами высокой частоты, шлифованы и полированы. Коренные шейки имеют продольные и радиальные каналы для прохода масла к подшипникам; в шатунных шейках выполнены полости, закрытые заглушками. В этих полостях масло подвергается дополнительной центробежной очистке. Полости шатунных шеек сообщаются с поперечными каналами в коренных шейках наклонными отверстиями, просверленными в щеках вала. На носке вала установлена шестерня 4 привода масляного насоса, на хвостовике распределительная шестерня 7 в сборе с маслоотражателем 6.

В торцевой части носка выполнены отверстия для установки полумуфты (двигатель автомобиля КамАЗ-4310) или фланца (двигатель автомобиля Урал-4320) отбора мощности. В торце хвостовика имеется расточка для установки подшипника коробки передач и два отверстия под болты фиксации маховика. От осевых смещений вал фиксируется четырьмя упорными сталеалюминевыми полукольцами 9, установленными в выточках блока и крышке задней коренной опоры. Уплотнение вала в картере обеспечивается передним и задним маслоотражателями, а также сальником, запрессованным в картер маховика.

Коренные подшипники коленчатого вала выполнены в виде тонкостенных вкладышей II, изготовленных из стальной ленты с рабочим слоем из свинцовистой бронзы. Верхний и нижний вкладыши невзаимозаменяемые, верхний вкладыш имеет отверстие для подвода масла к шатунным подшипникам.

Рис. 13. Маховик двигателя автомобилем КамАЗ: 1-зубчатый венец; 2- фиксатор маховика; 3-болт крепления: маховика; 4-упорнос кольцо; 5-установочная втулка; 6-манжета ведущего вала коробки передач

Маховик (рис 13) предназначен для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала; накопления энергии, необходимой для совершения подготовительных тактов и вывода поршней из мертвых точек. Через маховик крутящий момент от двигателя передается трансмиссии автомобиля; энергия, накопленная маховиком, помогает автомобилю трогаться с места. Маховик отлит из чугуна, устанавливается на торец хвостовика коленчатого вала при помощи двух штифтов и крепится к нему восьмью болтами. На маховик напрессован зубчатый венец для соединения с шестерней стартера. На маховике имеется паз под фиксатор и отверстия для проворачивания коленчатого вала ломиком. Маховик в сборе с коленчатый валом подвергают балансировке.

http://zinref.ru/avtomobili/Kamaz/000_00_00_DVIGATELI_KAMAZ_EVRO_3_i_4_CR_740_60_39/010.htm

     Устройство газораспределительного механизма двигателя КамАЗ 740.

Механизм газораспределения этого двигателя состоит из распределительного вала 1 (рис. 1) с шестерней 17, толкателей 2 с направляющими 3, штанг 4, коромысел 6 с регулировочными винтами 5 и контргайками 7, впускных 14 и выпускных 15 клапанов с пружинами 10,11 и деталями их крепления, привода распределительного вала.

 

Механизм газораспределительный. РИС. 1

 

 

1 - вал распределительный; 2 - толкатель; 3 - направляющая толкателя; 4 - штанга толкателя; 5 - клапан выпускной; 6 - винт регулировочный; 7 - коромысло; 8- втулка; 9-тарелка пружины; 10 и 11- внутренняя и наружная пружи­ны; 12 - шайба; 13-сухарь; 14-уплотнительная манжета впускного клапана; 15 - направляющая втулка клапана; 16-клапан впускной; 17-шестерня распределительного вала; 18-корпус подшипника; 19-втулка подшипника.

 

Распределительный вал изготовлен из стали. Он имеет пять опорных шеек и шестнадцать кулачков, преобразующих вращательное движение вала в поступательное движение толкателей, штанги клапанов. Количество кулачков и их расположение соответствует числу клапанов и последовательности их открытия. Рабочие поверхности опорных шеек и кулачков цементированы и закалены токами высокой частоты. Профили у кулачков для впускных и выпускных неодинаковые, поверхности вершин кулачков скошены. Распределительный вал установлен в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом. Задний подшипник установлен в опоре, которая крепится к блоку тремя болтами. На заднем конце вала при помощи шпонки закреплена прямозубая шестерня. От осевых смещений вал удерживается опорой, в которую с одной стороны упирается ступица шестерни, а с другой стороны - упорный бурт задней опорной шейки.

Толкатели передают усилие от кулачков распределительного вала к штангам. Цилиндрическая направляющая часть толкателя пустотелая, в ней имеются два отверстия для слива масла из внутренней полости. Этим маслом смазывается боковая поверхность толкателей и кулачки распределительного вала. Внутренняя поверхность толкателя заканчивается сферическим гнездом, куда упирается нижний конец штанги. Торцевая поверхность толкателя, сопряженная с кулачком, для повышения износостойкости наплавляется отбеленным чугуном и имеет тарельчатую форму.

Толкатели устанавливаются в чугунных направляющих, прикрепленных к блоку цилиндров. При работе двигателя толкатели постоянно вращаются вокруг своих осей, что обеспечивает их равномерный износ. Вращение толкателей достигается за счет сферической поверхности их тарелок и скошенных поверхностей кулачков распределительного вала. Штанги передают усилие от толкателей на коромысла, они изготовлены из стали, пустотелые, со вставными наконечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверхность, верхний наконечник выполнен в виде сферической чашки. Для прохода смазки через штанги в наконечниках имеются отверстия.

Коромысла передают усилия от штанг клапанам, изготовлены из стали. Каждое коромысло представляет собой двухплечий рычаг, в отверс­тие которого запрессована бронзовая втулка. Носик длинного плеча коро­мысла закален до высокой твердости. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт с контргайкой для регулировки зазора между ко­ромыслом и торцом стержня клапана.

Коромысла впускного и выпускного клапанов установлены па общей стойке, закрепленной на головке цилиндров двумя шпильками. Осевое пе­ремещение коромысел ограничивается пластинчатым фиксатором, установленным под стойку. В стойке имеется отверстие для подвода масла к ко­ромыслам.

Клапаны предназначены для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Каждый цилиндр имеет один впускной и один выпускной клапаны. Оба клапана изготавливаются из жаропрочной стали. Клапан состоит из головки и стержня; головка имеет рабочую фаску, а стержень кольцевую проточку. Диаметр головки впускного клапана больше, чем у выпускного клапана, это улучшает наполнение цилиндра воздухом. Рабочая фаска головки выпускного клапана, работающего в условиях высоких температур, упрочнена износостойким и коррозионно-стойким сплавом стелитом.

Клапана перемещаются в металлопоперечных втулках, запрессованных в головку блока. Для лучшей приработки стержни клапанов перед сборкой покрываются графитом. На втулке впускного клапана устанавливается уплотнительная манжета для ограничения поступления масла в зазор между стержнем клапана и втулкой. К этим деталям посыпает масло, вытекающее из сопряжения коромысла с осью.

Клапанные пружины обеспечивают плотное закрытие клапанов, изготовлены из специальной пружинной стали. На каждый клапан устанавливается две цилиндрические пружины с противоположной навивкой. Одним торцом пружины опираются на головку через стальную шайбу и вторым - в упорную тарелку, которая упирается в коническую втулку, удерживаемую на клапане двумя конусными сухарями, Втулка имеет небольшую торцовую опорную поверхность, поэтому трение между втулкой и тарелкой незначительное. Вследствие этого клапан под воздействием вибраций имеет возможность проворачиваться относительно седла, чем повышается срок его службы.

 

       Шестерни привода агрегатов. РИС. 2

1-шестерня ведущая;2,3-шестерни промежуточные;4-шестерня распределительного вала; 5-шестерня привода топливного насоса; 6-шестерня привода насоса усилительного механизма; 7-шестерня привода ком­прессора

 

Привод распределительного вала осуществляется от ведущей шестерни 1 (рис, 2), установленной на хвостовике коленчатого вала через блок промежуточных шестерен 2 и 3. Все шестерни стальные, штампованные с термообработанными прямыми зубьями. Блок шестерен вращается на сдвоенном коническом роликоподшипнике, установленном на оси, закрепленной на заднем торце блока цилиндров. От шестерни распределительного вала через шестерню 5 получает привод топливный насос высокого давления, а от шестерни 5 через шестерни 6 и 7 соответственно насос гидроусилителя рулевого привода и компрессор.

Для согласованной работы кривошипно-шатунного газораспределительного механизмов и топливного насоса шестерни устанавливаются по меткам «О» и рискам, нанесенным на их торцах. Работа механизма газораспределения заключается в следующем. Вращение коленчатого вала двигателя через блок промежуточных шестерен передается на распределительный вал, кулачки которого набегают на толкатели и заставляют их перемещаться. Усилия от толкателей через штанги и коромысла передаются клапанам, заставляя их открываться. При сбегании кулачков с толкателей клапаны закрываются под действием своих пружин.

Фазами газораспределения называются продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов, выраженных в углах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Для лучшего наполнения цилиндров воздухом (или горючей смесью) впускные клапаны открываются до подхода поршня к ВМТ в такте впуска, т.е. с опережением, а закрываются с запозданием после прохождения поршнем НМТ в такте сжатия. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускные также открываются до подхода поршня к НМТ в такте расширения, а закрываются после прохождения поршня ВМТ в такте впуска.

http://kamaz740.ru/dvigatel-kamaz-740-ustroistvo-grm.php