Глава 7.3 Кривошипно-шатунный механизм КамАЗ-740

7.3 КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Коленчатый вал (рисунок 8) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, связанные щеками и сопряженные переходными гал­телями. Для равномерного чередования рабочих ходов шатунные шейки коленчатого вала расположены под углом 90°.

Рисунок 8. Коленчатый вал:
1 - противовес; 2 - шестерня привода масляного насоса; 3 - заглушка; 4 - шпонка; 5 - отверстия подвода масла к шатунным шейкам; 6 - отверстия подвода масла в коренных шейках.

К каждой шатунной шейке присоединяются два шатуна (рисунок 9) - один для правого и один для левого рядов цилиндров.

Рисунок 9. Шатун:
1 - стержень шатуна; 2 - крышка шатуна; 3 - втулка верхней головки шатуна; 4 - вкладыш нижней головки шатуна; 3 - болт крепления крышки шатуна; 6 - гайка болта крепления крышки шатуна.

Упрочнение коленчатого вала производится азотированием на глубину 0,5...0,7 мм, твердость упрочненного слоя не менее 600 HV. Подвод масла к шатунным шейкам произво­дится через отверстия в коренных шейках 6 и отверстия 5 (рисунок 8).

Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленчатого вала. Кроме основных противовесов, имеется дополнительный съемный противовес 1, напрессованный на вал, его угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонкой 4. Для обеспе­чения требуемого дисбаланса, на маховике выполняется выборка 6 (рисунок 12).

На хвостовике коленчатого вала выполнена шейка 9 (рисунок 10), по которой центри­руется шестерня коленчатого вала 8 и маховик 1 (рисунок 13). На заднем торце коленчатого вала выполнено десять резьбовых отверстий М16х1,5-6Н для крепления шестерни коленча­того вала и маховика, на переднем торце выполнено восемь резьбовых отверстий М12x1,25-6Н для крепления гасителя крутильных колебаний.

Рисунок 10. Установка упорных полуколец и вкладышей коленчатого вала:
1 - полукольцо упорного подшипника верхнее; 2 - полукольцо упорного подшипника 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; 8 - шестерня привода газораспределительного механизма; 9 - центрирующая шейка коленчатого вала.

В полость носка коленчатого вала установлена заглушка 3 (рисунок 8), через калибро­ванное отверстие которой осуществляется смазка шлицевого валика переднего привода от­бора мощности.

От осевых перемещений коленчатый вал зафиксирован двумя верхними полукольцами 1 и двумя нижними полукольцами 2 (рисунок 10), установленными в проточках задней ко­ренной опоры блока цилиндров, так, что сторона с канавками прилегает к упорным торцам вала.

На носке коленчатого вала (рисунок 8) установлены шестерни привода масляного на­соса 2 и привода газораспределительного механизма 8 (рисунок 10).

Уплотнение коленчатого вала осуществляется резиновой манжетой 8 (рисунок 13), 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.

Номинальные диаметры шеек коленчатого вала:

- коренных 95_-0,015 мм;

- шатунных 80_-0,013 мм.

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

Обозначение вкладышей нижней головки шатуна, диаметр шатунных шеек коленчатого вала, диаметр отверстия в кривошипной головке шатуна под эти вкладыши указаны в при­ложении В.

Вкладыши 7405.1005170 Р0, 7405.1005171 Р0, 7405.1005058 Р0 применяются при вос­становлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленча­того вала заполировать.

При шлифовке коленчатого вала по коренным шейкам до 94 мм и менее или по ша­тунным шейкам до 79 мм и менее, необходимо коленчатый вал подвергнуть повторному азотированию.

Пределы допусков по диаметрам шеек коленчатого вала, диаметру отверстия в блоке цилиндров и диаметру отверстия в кривошипной головке шатуна при восстановлении двига­теля должны быть такими же, как у номинальных размеров.

Коленчатый вал для двигателей 740.50-360 и 740.51-320 имеет значительные отличия от коленчатых валов других моделей двигателей, эти отличия делают невозможным исполь­зование коленчатых валов двигателей КАМАЗ других моделей.

Маркировка коленчатого вала, выполненная в поковке на третьем противовесе, должна быть 740.50-1005020.

Коренные и шатунные подшипники (рисунки 9 и 10) 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 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 взаимозаменяемы. От проворачивания и боко­вого смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмот­ренные в постелях блока и шатуна, а также крышках подшипников.

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).

Не рекомендуется замена вкладышей при ремонте на серийные с маркировкой 740, так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Крышки коренных подшипников (рисунок 11) изготовлены из высокопрочного чу­гуна. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяж­ных болтов 3,4,5, которые затягиваются по определенной схеме с регламентированным мо­ментом (приложение А).

Рисунок 11. Установка крышек подшипников коленчатого вала:
1 - крышка подшипника; 2 - коленчатый вал; 3 - болт крепления крышки; 4 - болт стяжной крепления крышки подшипника левый; 5 - болт стяжной крепления крышки подшипника правый; 6 - шайба; 7 - блок; 8 - штифт.

Шатун (рисунок 9) 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 А. На крышке и стержне шатуна нанесены метки спаренности - трехзначные порядковые номера. Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.

Маховик (рисунок 12) закреплен десятью болтами 7 (рисунок 13), изготовленными из легированной стали, на заднем торце коленчатого вала и зафиксирован штифтом 10 (рисунок 13) на центрирующей шейке коленчатого вала 9 (рисунок 10). С целью исключения повреж­дения поверхности маховика, под головки болтов устанавливается шайба 6 (рисунок 13). Ве­личина момента затяжки болтов крепления маховика указана в приложении А. На обрабо­танную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый обод 3 (рисунок 12), с которым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя. Под манжету уплот­нения коленчатого вала устанавливается кольцо 1 с наружной хромированной поверхностью.

Рисунок 12. Маховик:
1 - кольцо; 2 - втулка дистанционная; 3 - обод зубчатый маховика; 4 - штифт установочный; 5 - подшипник; 6 - выборка под дисбаланс.

Рисунок 13. Установка маховика:
1 - маховик; 2 - блок цилиндров; 3 - коленчатый вал; 4 - картер маховика; 5 - подшипник первичного вала коробки передач; 6 - шайба; 7 - болт; 8 - манжета уплотнения коленчатого вала; 9 - пыльник манжеты; 10 - штифт установочный маховика.

Маховик выполняется под одно или двух дисковое диафрагменные сцепления. Во внутреннюю расточку маховика установлен подшипник 5 первичного вала коробки передач.

При регулировках угла опережения впрыска топлива и тепловых зазоров в клапанах, маховик фиксируется фиксатором (рисунок 14).

Рисунок 14. Положение ручки фиксатора маховика:
а) - при эксплуатации; б) - при регулировке, в зацеплении с маховиком.

Конструкция маховика имеет следующие основные отличия от маховиков двигателей 740.10 и 7403.10:

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

- увеличен диаметр расточки для размещения шайбы под болты крепления маховика;

- введена серповидная выборка для обеспечения требуемого дисбаланса;

- крепление маховика к торцу коленчатого вала осуществляется десятью болтами М16х1,5;

Перечисленные изменения делают невозможной установку маховиков двигателей дру­гих моделей при проведении ремонтных работ.

Гаситель крутильных колебаний (рисунок 15) закреплен восемью болтами 2 (рисунок 16) на переднем носке коленчатого вала. Гаситель состоит из корпуса 1 (ри­сунок 15) в который установлен с зазором маховик гасителя 2. Снаружи корпус гасителя за­крыт крышкой 3. Герметичность обеспечивается сваркой по стыку корпуса гасителя и крыш­ки. Между корпусом гасителя и маховиком гасителя находится высоковязкая силиконовая жидкость, дозировано заправленная перед заваркой крышки. Центровка гасителя осуществ­ляется шайбой 6, приваренной к корпусу.

Рисунок 15. Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала:
1 - корпус гасителя; 2 - маховик гасителя; 3 - крышка; 4 - пробка заправочного отверстия; 5 - силиконовая жидкость; 6 - центровочная шайба.

Рисунок 16. Установка гасителя крутильных колебаний:
1 - гаситель; 2 - болт крепления гасителя; 3 - полумуфта отбора мощности; 4 - шайба; 5 - коленчатый вал; 6 - блок цилиндров.

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.

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ при проведении ремонтных работ деформи­ровать корпус и крышку гасителя. Гаситель с деформированным корпусом или крышкой к дальнейшей эксплуатации не пригоден.

После установки гасителя проверить наличие зазора между гасителем и противовесом.

Поршень 1 (рисунок 17) отлит из алюминиевого сплава со вставкой из износостойкого чугуна под верхнее компрессионное кольцо. В головке поршня выполнена тороидальная ка­мера сгорания с вытеснителем в центральной части, которая смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм.

Рисунок 17. Поршень с шатуном и кольцами в сборе:
1 - поршень; 2 - маслосъемное кольцо; 3 - поршневой палец; 4, 5 - компрессионные кольца; 6 - стопорное кольцо.

Боковая поверхность представляет собой сложную овально-бочкообразную форму с за­нижением в зоне отверстий под поршневой палец. На юбку нанесено графитовое покрытие. В нижней части юбки поршня выполнен паз, исключающий, при правильной сборке, контакт поршня с форсункой охлаждения при нахождении его в нижней мертвой точке.

Поршень комплектуется двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Отличительной его особенностью является уменьшенное расстояние от днища до нижнего торца верхней канавки, которое составляет 17 мм. На двигателе аналогично другим моде­лям двигателей КАМАЗ, 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 - для двигателей 740.50-360 и 740.51-320 размер от оси поршневого пальца до днища поршня 40 группы (наибольшей) составляет 71,04_-0,04 мм.

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.

Установка поршней с двигателей КАМАЗ других моделей недопустима. Маркировка поршня 740.51-1004015 выполняется в литье на внутренней полости поршня.

Компрессионные кольца (рисунок 17) изготавливаются из высокопрочного, а масло­съемное - из серого чугунов. Верхнее компрессионное кольцо имеет форму двухсторонней трапеции, с внутренней выборкой со стороны верхнего торца, а второе имеет форму одно­сторонней трапеции. При монтаже торец с отметкой "верх” должен располагаться со сторо­ны днища поршня.

Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца 4 покрыта молибденом и име­ет бочкообразную форму. На рабочей поверхности 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 недопустима.

Маслосъемное кольцо коробчатого типа, высотой 4 мм, 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.

Установка поршневых колец с других моделей двигателей КАМАЗ может привести к увеличению расхода масла на угар и, как следствие, ухудшению экологических показателей.

Форсунки охлаждения (рисунок 6) устанавливаются в картерной части блока цилинд­ров и обеспечивают подачу масла из главной масляной магистрали, при достижении в ней давления 80... 120 кПа (0,8...1,2 кг/см²), на внутреннюю полость поршней. На такое давление отрегулирован клапан, расположенный в каждой из форсунок.

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

Поршень с шатуном (рисунок 17) соединены пальцем 3 плавающего типа, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами 6. Палец изготовлен из хромоникелевой стали, диаметр отверстия 16 мм. Применение пальцев с диаметром отверстия 22 и 25 мм не­допустимо, так как это нарушает балансировку двигателя.

Привод отбора мощности передний (рисунок 18) осуществляется с носка коленчатого вала через полумуфту отбора мощности 2, прикрепленную к носку коленчатого вала 13 восьмью специальными болтами M12x1,25. Центрирование полумуфты относительно колен­чатого вала осуществляется по внутренней расточке выносного противовеса. Крутящий мо­мент от полумуфты передается посредством вала привода агрегатов 1 и вала отбора мощно­сти 3 на шкив 4. Вал отбора мощности 3 устанавливается на двух шариковых подшипниках 11 и 12. Уплотнение полости осуществляется манжетой 8 и заглушкой 10 с резиновым коль­цом 14. Для уменьшения износа шлицевых соединений, вал привода агрегатов удерживает­ся от осевых перемещений пружиной 9.

Рисунок 18 - Установка привода отбора мощности переднего и шкива:
1 - вал привода агрегатов, 2 - полумуфта отбора мощности; 3 - вал отбора мощности; 4 - шкив; 5 - болт; 6 - передняя крышка блока, 7 - корпус подшипника; 8 - манжета; 9 - пружина; 10 - заглушка; 11, 12 - подшипник 13 - коленчатый вал; 14 - резиновое кольцо уплотнения заглушки;
15 - стопорное кольцо.