2.3. Кривошипно-шатунный механизм двигателей ЯМЗ-7601.10, ЯМЗ-7514.10, ЯМЗ-7513.10, ЯМЗ-7512.10, ЯМЗ-7511.10

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ

Коленчатый вал – стальной, изготовлен методом горячей штамповки. Все поверхности вала азотированы и глубина азотированного слоя не менее 0,35 мм. Коленчатый вал восьмицилиндрового двигателя имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки, а шестицилиндрового двигателя – четыре опоры и три шатунные шейки. Вал установлен коренными опорами в гнезда блока цилиндров с вкладышами подшипника скольжения, а на шатунных шейках установлены шатуны (по два на каждую) нижней головкой с вкладышами. Коренные и шатунные шейки в процессе работы смазываются маслом под давлением. Масло подается к коренным опорам, а затем, по наклонным каналам к шатунным шейкам. В шатунных шейках есть закрытые заглушками внутренние полости, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке.
Для уравновешивания двигателя и разгрузки коренных подшипников от инерционных сил
движущихся масс поршней и шатунов и неуравновешенных центробежных сил на щеках коленчатого вала установлены противовесы, в сборе с которыми вал балансируется. Кроме того, в систему уравновешивания входят две выносные массы, одна из которых выполнена в маховике, закрепленном на заднем конце коленчатого вала, другая представляет собой противовес, установленный на переднем конце коленчатого вала.
Осевая фиксация вала осуществляется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры. Для предохранения от проворачивания нижние полукольца своими пазами входят в штифты, запрессованные в крышку заднего коренного подшипника.
Носок и хвостовик коленчатого вала уплотняются резиновыми самоподжимными манжетами. На передний конец коленчатого вала напрессованы передний противовес и шестерня привода агрегатов закрепленные гайкой (момент затяжки 176,4-294 Н·м (18-30кгс·м).
На коническом конце установлена ступица, на которой закреплены жидкостный гаситель
крутильных колебаний (шестицилиндровые двигатели гасителем не комплектуются) и шкив. Установка гасителя и шкива на коленчатый вал двигателя типа ЯМЗ-7511 приведена на рис. 15, а установка шкива на конус коленчатого вала двигателя типа ЯМЗ-7601 – на рис. 16.

Рис. 15 – Установка гасителя и шкива на коленчатый вал двигателя типа ЯМЗ-7511
1 – Гаситель крутильных колебаний в сборе (7511.1005070), 2 – Ступица гасителя (7511.1005052), 3 – Шкив коленчатого вала (7511.1005061), 4 – Болт крепления ступицы (7511.1005062), 5 – Болт (240-1029284-В) крепления шкива – 6 шт. и гасителя – 8 шт., 6 – Шайба (312695-П2) 14 шт.

Рис. 16 – Установка шкива на коленчатый вал двигателя 7601
1 – Шкив коленчатого вала (7601.1005050) – 1 шт.; 2 – Ступица (7601.1005052) – 1 шт.; 3 – Болт крепления ступицы (7511.1005062) – 1 шт.; 4 – Болт М10-6g× ×36 (240-1029284-В) – 6 шт.; 5 – Шайба 10 (312695-П15) – 6 шт.

Передний конец коленчатого вала шестицилиндровых двигателей ряда комплектаций имеет цилиндрическую форму, на который устанавливается шкив без ступицы и гасителя. При ремонте двигателя следует помнить, что удары и вмятины на гасителе крутильных колебаний выводят его из строя, что неизбежно приведет к поломке коленчатого вала. Хранить и транспортировать гаситель следует только в специальной таре в вертикальном положении. На двигатели типа ЯМЗ-7511 устанавливается коленчатый вал 238ДК-1005009-30 (маркировка 238ДК-1005015-30), а на двигатели типа ЯМЗ-7601 – два варианта коленчатых валов:

− 7601-1005009 с цилиндрическим носком (маркировка 7601-1005015);
− 7601-1005009-10 с коническим носком (маркировка 7601-1005015-10).
Маркируется коленчатый вал в поковке на 5-й щеке.
Шейки коленчатого вала могут быть двух номинальных размеров и поэтому возможны следующие варианты маркировки и применены соответствующие им вкладыши.

Табл. 2 – Маркировки коленчатых валов и вкладышей

Маркировка коленчатого вала	238ДК-1005015-30 7601.1005015 7601.1005015-10	238ДК-1005015-30 Ш1 7601-1005015 Ш1 7601-1005015-10 Ш1	238ДК-1005015-30 К1 7601-1005015 К1 7601-1005015-10 К1	238ДК-1005015-30 Ш1К1 7601-1005015 Ш1К1 7601-1005015-10 Ш1К1
Диаметр коренных шеек, мм	110_-0,022	110_-0,022	109,75_-0,022	109,75_-0,022
Маркировка коренного вкладыша	236-1005170-В или 236-1005171-В	236-1005170-В или 236-1005171-В	236-1005170-В Р1 или 236-1005171-В Р1	236-1005170-В Р1 или 236-1005171-В Р1
Толщина коренного вкладыша, мм	2,965_-0,012	2,965_-0,012	3,090_-0,012	3,090_-0,012
Диаметр шатунных шеек, мм	88,00_-0,022	87,75_-0,022	88,00_-0,022	87,75_-0,022
Маркировка шатунного вкладыша	236-1004058-В	236-1004058-В Р1	236-1004058-В	236-1004058-В Р1
Толщина шатунного вкладыша, мм	2,490_-0,012	2,615_-0,012	2,490_-0,012	2,615_-0,012

Примечание: Буквы «ДК», «Ш», «К» и цифры «30», «10», «1» клеймятся при маркировке ударным способом.

МАХОВИК

Маховик отлит из серого чугуна. Маркирован маховик на нерабочей поверхности в отлив-
ке. На двигатели могут быть установлены маховики следующих видов:

маховики шестицилиндровых двигателей:

− 236-1005115-К (под зубчатый венец с модулем 4,25);
− 236-1005115-Н (под зубчатый венец с модулем 3,75);

маховики восьмицилиндровых двигателей:

− 238-1005115-К (под зубчатый венец с модулем 4,25);
− 238-1005115-Н (под зубчатый венец с модулем 3,75);
Все перечисленные выше маховики в сборе с зубчатыми венцами между собой невзаимозаменяемые, причем маховики 236-1005115-К и 238-1005115-К (под зубчатый венец с модулем 4,25) стыкуются со стартером модели 2501.3708-01, а маховики 236-1005115-Н и 238-1005115-Н (под зубчатый венец с модулем 3,75) стыкуются со стартером модели 2501.3708-21.
Маховик крепится к коленчатому валу болтами. Под болты устанавливается стальная пластина высокой твердости (одна под все болты). Отсутствие самоотворачивания болтов обеспечивается моментом затяжки 235-255Н·м (24-26кгс·м). Для точной фиксации маховика относительно шеек коленчатого вала служат два штифта, при этом, отверстия с маркировкой на маховике и на пластине должны совпадать со смещенным штифтом на коленчатом вале. Смещенный штифт расположен в плоскости первого кривошипа. Маркировка на пластине в виде точки должна быть снаружи. Установка маховика, сцепления и КП ЯМЗ-239 на двигатели типа ЯМЗ-7511 и ЯМЗ-7601 приведена на рис. 17.
Двенадцать радиальных отверстий предназначены для провертывания коленчатого вала при регулировках двигателя. Доступ к отверстиям возможен при снятой крышке нижнего люка картера маховика.

Рис. 17 – Установка маховика, сцепления и КП ЯМЗ-239 на двигатели типа ЯМЗ-7511 и
ЯМЗ-7601

ШАТУН

Шатун (см. рис. 18) — стальной, двутаврового сечения, с косым разъемом нижней головки, со скосами на верхней головке, без масляного канала в стержне.
Шатун окончательно обрабатывается в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. На крышке и шатуне со стороны короткого болта выбит порядковый номер цилиндра. На стыке со стороны длинного болта выбиты метки спаренности в виде числа, одинакового для шатуна и крышки.
В нижнюю головку шатуна устанавливаются сменные вкладыши, а в верхнюю – запрессована сталебронзовая втулка 7511.1004052-21 с диаметром отверстия под поршневой палец 52мм. Втулка обрабатывается после запрессовки в шатун.
На двигатели устанавливаются шатуны 7511.1004045-02 (маркировка на стержне 7511.1004045).

Рис. 18 – Шатун
1–шатун; 2–втулка верхней головки; 3–крышка; 4–короткий болт крышки; 5–длинный болт крышки.

ВКЛАДЫШИ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Рис. 19 – Вкладыши подшипников коленчатого вала
1–верхний вкладыш коренного подшипника; 2–нижний вкладыш коренного подшипника; 3–вкладыш нижней головки шатуна

Вкладыши коренных подшипников коленчатого вала и нижней головки шатуна (см. рис. 19) – сменные, тонкостенные, имеют стальное основание и рабочий слой из свинцовистой бронзы.
Верхний и нижний вкладыши коренного подшипника коленчатого вала не взаимозаменяемы. В верхнем имеются отверстие для подвода масла и канавка для его распределения.
Вкладыши нижней головки шатуна взаимозаменяемы.

Шатун двигателя ямз устройство

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ МАЗ-500

Устройство кривошипно-шатунного механизма дизельного двигателя ЯМЗ-236

Высокое давление вспышки в цилиндре и резкое нарастание давлений сгорания по углу поворота коленчатого вала являются особенностью рабочего процесса дизеля. В связи с этим значительно повышается нагрузка на кривошипно-шатунный механизм. Отсюда вытекает необходимость создания прочного и надежного кривошипно-шатунного механизма, от которого зависит работоспособность всего двигателя.

Одной из особенностей кривошипно-шатунного механизма двигателя ЯМЗ-236 является применение полноопорного коленчатого вала с установкой на одну шатунную шейку вала двух шатунов, расположенных друг против друга. Вследствие этого увеличилась ширина шатунных шеек по сравнению с шатунными шейками однорядных двигателей, а противоположно расположенные цилиндры оказались смещенными по длине двигателя на ширину шейки.

По сравнению с неполноопорной схемой коленчатого вала с шестью шатунными шейками, принятая схема существенно сокращает длину двигателя, уменьшает изгибающие моменты, действующие на щеки, прилегающие к опорным шейкам вала, а также уменьшает суммарную деформацию вала. Кроме того, коленчатый вал при такой конструкции отличается большей простотой и технологичностью ремонта.

Коленчатый вал 1 (рис. 16) изготовлен из высокоуглеродистой стали 50Г методом горячей штамповки, имеет четыре коренные и три шатунные шейки.

Все шейки коленчатого вала, как коренные, так и шатунные, подвергаются поверхностной закалке т. в. ч. на глубину 3,5—4,5 мм и имеют твердость HRC 52—62.

Шатунные шейки расположены по отношению друг к другу под углом 120°.

Рис. 16. Кривошипно-шатунный механизм:
1 — коленчатый вал; 2 — передний выносной противовес коленчатого вала; 3 — шкив;
4 — болт под ключ для проворачивания коленчатого вала: 5—маслоотражатель; 6 — шестерня коленчатого вала; 7 — заглушка; 5 — шатун; 9 — поршень правого ряда цилиндров; 10 — поршневой палец; 11 — втулка: 12 — компрессионные поршневые кольца; 13 — маслосъемные поршневые кольца; 14 — полость в шатунной шейке; 15 — поршень левого ряда цилиндров; 16 — противовесы коленчатого вала на кривошипах;
17— маслоотражатель; 18 — маховик; 19 — задний выносной противовес; 20—крышка; 21— установочный штифт крышки; 22 — упорные полукольца; 23—крышка шатуна

В целях снижения веса коленчатого вала шатунные шейки сделаны полыми, а внутренняя полость их используется для дополнительной центробежной очистки масла. Масло из поперечных каналов в коренных шейках подводится по наклонным каналам в полость шатунной шейки, где под действием центробежной силы посторонние частицы, попавшие в масло, оседают внутри полости. Торцы полости закрыты заглушками, которые при ремонте выпрессовываются, и полости очищаются от накопившейся грязи.

Для повышения надежности и долговечности двигателя рабочие поверхности вала обработаны с большой точностью и имеют высокую чистоту обработки. Отклонение от формы правильного цилиндра допускается не более 10 мкм.
Чтобы уменьшить напряжения в галтелях, места перехода от коренной шейки к щекам выполнены по двум сопряженным радиусам. Кроме того, галтели коренных и шатунных подшипников упрочнены с помощью наклепа.

Передние щеки коленчатого вала имеют некоторое утолщение, что является дополнительной мерой по предотвращению усталостных поломок в результате изгибных колебаний передней части вала.

Для уравновешивания двигателя и разгрузки коренных подшипников от сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс поршней и шатунов и неуравновешенных центробежных сил на ,щеках коленчатого вала установлены шесть противовесов 16, в сборе с которыми вал балансируется. Чтобы уменьшить размеры и вес кривошипно-шатунного механизма, в систему уравновешивания, кроме того входят выносные противовесы.

Передний противовес 2 посажен на передний конец коленчатого вала, а задний противовес 19 сдел,ан в виде неуравновешенной массы на маховике. Все противовесы, за исключением переднего, крепятся к щекам коленчатого вала болтами, головки которых для ‘.большей надежности приваривают к противовесам.

Помимо переднего противовеса, на переднем конце вала напрессована шестерня 6, имеющая паз для сегментной шпонки. Кроме того, на конце вала установлен круглый маслоотража* тель 5, прижатый к противовесу гайкой, законтренной на валу замковой шайбой. Впереди противовеса насажен шкив 3 привода водяного насоса, связанный с валом также сегментной шпонкой и крепящийся болтом, завертываемым в торец вала.

На заднем конце вала напрессован маслоотражатель 17, который дополнительно закреплен на валу путем вдавливания его металла в четыре отверстия, просверленные в теле вала. К фланцу на задней части вала болтами крепится маховик 18. Цилиндрическую поверхность фланца обрабатывают так же, как и поверхность шеек коленчатого вала. Для точной фиксации положения маховик,а относительно шеек коленчатого вала во фланец запрессованы два штифта.

Монтаж переднего конца вала на двигателе показан на рис. 6. Конец вала пропущен через отверстие крышки 11 распределительных шестерен, в которое запрессованы маслоотражатель и резиновый самоподжимной сальник, изготовленный из маслобензостойкой резины.

Уплотнение заднего конца вала, проходящего через отверстие картера маховик’а, конструктивно выполнено так же, как и переднего конца.

Для фиксации вала от осевого смещения в выточках задней коренной опоры установлены четыре бронзовых упорных полукольца 22 (рис. 16) толщиной 7,5 мм, являющихся по

существу упорным подшипником. Для предохранения от проворачивания полукольца фиксируются штифтами 21, запрессованными в крышку заднего коренного подшипника. Осевое перемещение вала допускается в пределах 0,121—0,265 мм.

Момент затяжки болтов крепления крышек коренных подшипников равен 30—32 кГ-м.