Глава 5.3 Кривошипно-шатунный механизм КамАЗ-740

5.3 КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Коленчатый вал (рис. Коленчатый вал) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, закаленных ТВЧ, которые связаны между собой щеками и сопрягаются с ними переходными галтелями. Для равномерного чередова­ния рабочих ходов расположение шатунных шеек коленчатого вала выполнено под углом 90°.

Коленчатый вал:

1 - противовес коленчатого вала передний; 2 - противовес коленчатого вала задний; 3 - шестерня привода масляного насоса; 4 - шестерня привода газораспределительного механизма; 5, 6 - шпонка; 7 -штифт; 8- жиклер; 9 - облегчающие отверстия; 10 - отверстия подвода масла в коренных шейках 11- отверстия подвода масла к шатунным шейкам.

К каждой шатунной шейке присоединяются два шатуна: один для правого и один для левого рядов цилиндров (рис. Шатун).

Подвод масла к ша­тунным шейкам произво­дится от отверстий в ко­ренных шейках 10 пря­мыми отверстиями 11.

Для уравновешива­ния сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шесть противовесов, отштампованных заод­но со щеками коленча­того вала. Кроме основ­ных противовесов, имеются два дополни­тельных съемных про­тивовеса 1 и 2. напрес­сованных на вал, при этом их угловое распо­ложение относительно коленчатого вала опре­деляется шпонками 5 и 6 (рис. Коленчатый вал).

В расточку хвосто­вика коленчатого вала запрессован шариковый подшипник 5 (рис. Установка упорных полуколец и вкладышей подшипников коленчатого вала).

Установка упорных полуколец и вкладышей подшипников коленчатого вала:

1 - полукольцо упорного подшипника коленчатого вала верхнее 2- полукольцо упорного подшипника коленчатого вала нижнее 3- вкладыш подшипника коленчатого вала верхний, 4- вкладыш подшипника коленчатого вала нижний 5- блок цилиндров 6 - крышка подшипника коленчатого вала задняя 7 - коленчатый вал

В полость переднего носка коленчатого вала ввернут жиклер 8. через калибровочное отвер­стие которого осуществляется смазка шлицевого валика отбора мощности на привод гидро­муфты.

От осевых перемещений коленчатый вал зафиксирован двумя верхними полукольцами 1 и двумя нижними полукольцами 2 (рис. Установка упорных полуколец и вкладышей подшип­ников коленчатого вала), установленными в проточках задней коренной опоры блока цилин­дров так, что сторона с канавками прилегает к упорным торцам вала. На переднем и заднем носках коленчатого вала (рис. Коленчатый вал) установлены шестерня 3 привода масляного насоса и ведущая шестерня 4 привода распределительного вала. Задний торец коленчатого вала имеет восемь резьбовых отверстий для болтов крепления маховика, передний носок ко­ленчатого вала имеет восемь отверстий для крепления гасителя крутильных колебаний.

Уплотнение коленчатого вала осуществляется резиновой манжетой 8 (рис. Установка маховика и манжеты уплотнения коленчатого вала) с дополнительным уплотняющим эле­ментом - пыльником 9. Манжета размещена в картере маховика 4. Манжета изготовлена из фторкаучука по технологии формования рабочей уплотняющей кромки непосредственно в прессформе.

Установка маховика и манжеты уплотнения коленчатого вала:

1 - маховик; 2- блок цилиндров; 3- коленчатый вал; 4 - картер маховика; 5- подшипник первичного вала коробки передач; 6- шайба; 7- болт крепления маховика; 8-манжета уплотнения коленчатого вала; 9- пыльник манжеты; 10 - штифт установочный маховика.

Диаметры шеек коленчатого вала: коренных 95±0.011 мм, шатунных 80±0,0095 мм.

Для восстановления двигателя предусмотрены восемь ремонтных размеров вкладышей. Обозначение вкладышей подшипников коленчатого вала, диаметр коренной шейки коленча­того вала, диаметр отверстия в блоке цилиндров под эти вкладыши указаны в приложении 1.

Обозначение вкладышей нижней головки шагуна, диаметр шатунной шейки коленчатого вала, диаметр отверстия в нижней головке шатуна под эти вкладыши указаны в приложении 2.

Вкладыши 7405.1005170 Р0, 7405.1005171 Р0, 7405.1005058 Р0 применяются при вос­становлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленча­того вала заполировываются. Допуски на диаметры шеек коленчатого вала, отверстий в блоке цилиндров и отверстий в нижней головке шатуна при проведении ремонта двигателя должны быть такими же, как у номинальных размеров новых двигателей.

Коренные и шатунные подшипники изготовлены из стальной ленты покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0,3 мм, слоем свинцовооловянистого сплава толщиной 0,022 мм и слоем олова толщиной 0,003 мм. Верхние 3 (рис. Установка упорных полуколец и вкладышей подшипников коленчатого вала) и нижние 4 вкладыши коренных подшипников не взаимоза­меняемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его рас­пределения. Оба вкладыша 4 нижней головки шатуна взаимозаменямы. От проворачивания и бокового смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, преду­смотренные в постелях блока, крышках подшипников и в постелях шатуна.Вкладыши имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности при форсиров­ке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные). Поэтому при проведении ремонтного обслуживания не рекомендуется замена вкладышей на серийные с маркировкой 740.100... так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Крышки коренных подшипников (рис. Установка крышек подшипников коленчатого вала) изготовлены из высокопрочного чугуна марки ВЧ50. Крепление крышек осуществляет­ся с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов 3, 4, 5, которые затягиваются по определенной схеме регламентированным моментом (см. приложение 8).

Установка крышек подшипников коленчатого вала:

1. Крышка подшипника коленчатого вала; 2. Коленчатый вал; З. Болт крепления; 4. Болт стяжной крепления крышки подшипника левый; 5. Болт стяжной крепления крышки подшипника правый; 6. Шайба; 7. Блок

Шатун (рис. Шатун) стальной, кованый, стержень 1 имеет двутавровое сечение. Верх­няя головка шатуна неразъемная, нижняя выполнена с прямым и плоским разъемом. Шатун окончательно обрабатывают в сборе с крышкой 2, поэтому крышки шатунов невзаимозаме­няемы. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 3, а в нижнюю уста­новлены сменные вкладыши 4. Крышка нижней головки шатуна крепится с помощью гаек 6, навернутых на болты 5, предва­рительно запрессованные в стер­жень шатуна. Затяжка шатунных болтов осуществляется по схеме, определенной в приложении 8. На крышке и стержне шатуна на­несены метки спаренности - трехзначные порядковые номера. Кроме того на крышке шатуна выбит порядковый номер цилин­дра.

Шатун

Маховик1 (рис. Маховик) закреплен восемью болтами 7 (рис. Установка маховика и манжеты уплотнения коленча­того вала), изготовленными из легированной стали с двенадца­тигранной головкой, на заднем торце коленчатого вала и точно зафиксирован двумя штифтами 10 и установочной втулкой 3 (рис. Маховик).

С целью исключения повреждения по­верхности маховика под головки болтов уста­навливается шайба 6 (рис. Установка махови­ка и манжеты уплотнения коленчатого ва­ла). Величина моментов затяжки болтов креп­ления маховика указана в приложении 8. На обработанную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый венец 2, с ко­торым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя (рис. Маховик).

При выполнении регулировочных работ по установке угла опережения впрыска топ­лива и величин тепловых зазоров в клапанах маховик фиксируется при помощи фиксатора (рис. Положения ручки фиксатора маховика)

Положения ручки фиксатора маховика:

а- при эксплуатации; б - при регулировке в зацеплении с маховиком

При этом конструкция имеет следующие ос­новные отличия от серийной:

— изменен угол расположения паза под фик­сатор на наружной поверхности маховика;

— увеличен диаметр расточки для размещения шайбы под болты крепления маховика.

Рассматриваемые двигатели могут комплек­товаться различными типами сцеплений. На рис. Маховик показан маховик для диафрагменного сцепления.

Гаситель крутильных колебаний закреплен восемью болтами 2 (рис. Установка га­сителя крутильных колебаний коленчатого вала) на переднем носке коленчатого вала. С це­лью исключения повреждения поверхности корпуса гасителя под болты устанавливается шайба 5. Гаситель состоит из корпуса (см. рисунок) в который установлен с зазором махо­вик. Снаружи корпус гасителя закрыт крышкой. Герметичность обеспечи­вается закаткой (сваркой) по стыку корпуса гасителя и крышки. Между корпусом гасителя и маховиком на­ходится высоковязкостная силиконо­вая жидкость, дозированно заправ­ленная перед заваркой крышки. Цен­тровка гасителя осуществляется шай­бой, приваренной к корпусу (рис. Га­ситель крутильных колебаний колен­чатого вала). Гашение крутильных колебаний коленчатого вала происходит путем торможения корпуса гасителя, закре­пленного на носке коленчатого вала, относительно маховика в среде силиконовой жидкости. При этом энергия торможения выделяется в виде теплоты.

Установка гасителя крутильных колебаний коленчатого вала:

1 - гаситель; 2- болт крепления гасителя; 3- полумуфта отбора мощности, 4- болт крепления полумуфты; 5- шайба, 6- коленчатый бал; 7- блок цилиндров

Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала

При проведении ремонтных работ категорически запрещается деформировать корпус и крышку га­сителя. Гаситель с деформированным корпусом или крышкой к дальнейшей эксплуатации не при­годен.

Поршень 1 (рис. Поршень с кольцами в сборе с шатуном) отлит из алюминиевого сплава со вставкой из износостойкого чугуна под верхнее компрессионное кольцо.

Поршень с шатуном и кольцами в сборе:

1 - поршень; 2 - маслосъемное кольцо; 3 - поршневой палец; 4, 5 - компрессионные кольца; 6 - стопорное кольцо.

В головке поршня выполнена тороидальная камера сгорания с вытеснителем в цен­тральной части, она смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм.

Боковая поверхность представляет собой сложную овально-бочкообразную форму с за­нижением в зоне отверстий под поршневой палец. На юбку нанесено графитовое покрытие.

В нижней ее части выполнен паз, исключающий при правильной сборке контакт поршня с форсункой охлаждения при нахождении в НМТ.

Поршень комплектуется тремя кольцами, двумя компрессионными и одним маслосъем­ным. Отличительной его особенностью является уменьшенное расстояние от днища до ниж­него торца верхней канавки, которое составляет 17 мм. На двигателях, с целью обеспечения топливной экономичности и экологических показателей, применен селективный подбор поршней для каждого цилиндра по расстоянию от оси поршневого пальца до днища. По ука­занному параметру поршни разбиты на четыре группы 10, 20, 30 и 40. Каждая последующая группа от предыдущей отличается на 0,11 мм. В запасные части поставляются поршни наи­большей высоты, поэтому во избежание возможного контакта между ними и головками ци­линдров в случае замены необходимо контролировать надпоршневой зазор. Если зазор меж­ду поршнем и головкой цилиндра после затяжки болтов ее крепления будет менее 0,87 мм необходимо подрезать днище поршня на недостающую до этого значения величину. Поршни двигателей 740.11, 740.13 и 740.14 отличаются друг от друга формой канавок под верхнее компрессионное и маслосъемное кольца, (см. разделы компрессионное и маслосъемное кольца). Установка поршней с двигателей КАМАЗ 740.10 и 7403.10 недопустима. Допускается установка поршней с поршневыми кольцами двигателей 740.13 и 740.14 на двигатель 740.11.

Компрессионные кольца (рис. Поршень с кольцами в сборе с шатуном) изготавлива­ются из высокопрочного, а маслосъемное из серого чугунов. На двигателе 740.11 форма по­перечного сечения компрессионных колец односторонняя трапеция, при монтаже наклонный торец с отметкой "верх" должен располагаться со стороны днища поршня. На двигателях 740.13 и 740.14 верхнее компрессионное кольцо имеет форму сечения двухсторонней трапе­ции с выборкой на верхнем торце, который должен располагаться со стороны днища поршня.

Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца 4 покрыта молибденом и имеет бочкообразную форму. На рабочую поверхность второго компрессионного 5 и маслосъемно­го колец 2 нанесен хром. Ее форма на втором кольце представляет собой конус с уклоном к нижнему торцу, по этому характерному признаку кольцо получило название "минутное". Минутные кольца применены для снижения расхода масла на угар, их установка в верхнюю канавку не допустима.

Маслосъемное кольцо коробчатого типа с пружинным расширителем, имеющим пере­менный шаг витков и шлифованную наружную поверхность. Средняя часть расширителя с меньшим шагом витков при установке на поршень должна располагаться в замке кольца. На двигателе модели 740.11 высота кольца - 5 мм а на двигателях 740.13 и 740.14 высота кольца - 4 мм.

Установка поршневых колец с других моделей двигателей КАМАЗ может привести к увеличению расхода масла на угар.

Для исключения возможности применения не взаимозаменяемых деталей цилиндро­поршневой группы при проведении ремонтных работ рекомендуется использовать ремонт­ные комплекты:

— 1000128-42 - для двигателя 740.11-240;

— 13.1000128 и 740.30-1000128 - для двигателей 740.13-260 и 740.14-300.

В ремонтный комплект входят:

— поршень;

— поршневые кольца;

— поршневой палец;

— стопорные кольца поршневого пальца;

— гильза цилиндра;

— уплотнительные кольца гильзы цилиндра.

Форсунки охлаждения (рис. Установка гильзы и форсунка охлаждения поршня) уста­навливаются в картерной части блока цилиндров и обеспечивают подачу масла из главной масляной магистрали при достижении в ней давления 0,8 - 1,2 кг/см² (на такое давление от­регулирован клапан, расположенный в каждой из форсунок) во внутреннюю полость порш­ней.

При сборке двигателя необходимо контролировать правильность положения трубки форсунки относительно гильзы цилиндра и поршня. Контакт с поршнем недопустим.

Поршень с шатуном (рис. Поршень с кольцами в сборе с шатуном) соединены пальцем 3 плавающего типа, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами 6. Палец из­готовлен из хромоникелевой стали, диаметр отверстия 22 мм. Применение пальцев с отвер­стием 25 мм недопустимо, так как это нарушает балансировку двигателя.