Устройство кшм автомобиля камаз 5320

Кривошипно-шатунный механизм служит для восприятия давления газов в такте рабочего хода и преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из блока цилиндров, гильз и головок цилиндров, поршней с кольцами и поршневыми пальцами, шатунов, коленчатого вала, коренных и шатунных подшипников и маховика.

Блок цилиндров представляет собой жесткую моноблочную V-образную конструкцию, отлитую из легированного серого чугуна как одно целое с верхней частью картера. Высокая жесткость блока обеспечивается разделением картерного пространства на отдельные отсеки поперечными перегородками с силовым оребрением и низким расположением плоскости разъема верхней половины картера с масляным поддоном (значительно ниже оси коленчатого вала).

В верхней части блока под углом 90° расположены два ряда цилиндровых гнезд под вставные «мокрые» гильзы с привалоч-ными поверхностями под головки цилиндров. Левый ряд цилиндров смещен относительно правого вперед на 29,5 мм, что вызвано установкой двух нижних головок шатунов на общую шатунную шейку коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

По всей высдте цилиндров сделаны протоки для охлаждающей жидкости, благодаря чему обеспечивается интенсивный отвод тепла от гильз цилиндров, улучшая охлаждение поршней и поршневых колец. Водяные рубашки блока цилиндров и головок блока сообщаются через специальные отверстия в прилегающих плоскостях, уплотняемых резиновыми кольцами.

В картерной части блока имеется система каналов для подвода масла из центральной магистрали к подшипникам коленчатого и распределительного валов, деталям привода механизма газораспределения, фильтру очистки масла, центробежному фильтру и компрессору.

Гнезда в блоке под коренные вкладыши растачиваются вместе с крышками коренных опор, поэтому они невзаимозаменяемы и устанавливаются в строго фиксированном положении. Картерная часть блока соединена с крышками коренных опор поперечными болтами-стяжками.

К переднему торцу блока цилиндров прикреплена крышка, к заднему — картер маховика, снизу блок закрыт поддоном, который одновременно служит емкостью для системы смазки двигателя.

Гильзы цилиндров «мокрого» типа легкосъемные, изготовлены из специального чугуна с перлитной структурой центробежным литьем и объемно закалены токами высокой частоты для повышения износостойкости. Внутренняя поверхность гильзы обработана плосковершинным хонингованием для получения редкой сетки впадин и площадок под углом к оси гильзы. Такая обработка способствует удержанию масла во впадинах и лучшей прирабатываемости гильзы.

Центрирование гильзы в гнездах блока осуществляется при помощи верхнего и нижнего наружных обработанных поясов. В верхней части гильза имеет упорный бурт с выступами для установки на упорный торец блока цилиндров и надежного уплотнения газового стыка с головкой цилиндра.

Водяная полость между блоком и гильзой уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения: в верхней части одно кольцо установлено под буртом в проточке гильзы, в нижней части два кольца — в проточках блока.

Головки цилиндров (рис. 2.6), отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава. Они имеют водяные полости, сообщающиеся с полостями блока, впускные и выпускные каналы, вставные седла и направляющие втулки клапанов.

Стык головки цилиндра с блоком уплотняется двумя типами прокладок. Формованные резиновые прокладки уплотняют перепускные отверстия для воды и масла, а также стык головки с блоком по контуру. Стальная прокладка, деформируемая стальным упорным кольцом, запрессованным в головку на нижней плоскости, — газовый стык.

Рис. 2.6. Головка цилиндра с клапанами в сборе:
1 —головка цилнндра; 2 — прокладка крышки головки; 3 — болт крепления крышки; 4 — крышка головки цилиндра; б— болт кропления головки; 6 — втулка прокладки патрубка; 7—уплотнительное кольцо газочого стыка; 8 — выпускной клапан; 9 — седло клапана; J8— направляющая втулка клапана; 11 — шайба пружин клапана; 12 — наружная и внутренняя пружины клапана; 13 — тарелка пружин клапана; 14 — втулка тарелки; 15 — сухарь клапана; 16 — уплотнительная манжета; 17 — впускной клапан

В головках цилиндров размещены клапанный механизм и форсунка. Клапанный механизм головки закрыт алюминиевой крышкой, уплотненной прокладкой. Чугунные седла и металлокера-мические направляющие втулки клапанов растачиваются после их запрессовки в головку. Со Стороны привалочной плоскости каждой головки выполнены два отверстия, в которые при сборке двигателя входят запрессованные в блок фиксирующие штифты. Каждая головка крепится к блоку цилиндров четырьмя болтами. Отверстия под болты выполнены в специальных бобышках, сделанных в боковых стенках водяной рубашки.

Впускной и выпускной каналы расположены в противоположных боковых стенках головки. Впускной канал имеет тангенциальный профиль, обеспечивающий вихревое движение воздуха в цилиндре, улучшение смесеобразования и ускорение процесса сгорания впрыскиваемого топлива. Гнездо под форсунку расположено со стороны иыпуска под углом к оси цилиндра.

Поршни (рис. 2.7) изготовлены из высококремнистого алюминиевого сплава. Применение алюминиевого сплава улучшает теплоотдачу и уменьшает массу поршней, а следовательно, и инерционные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме из-за неравномерного движения поршней.

Рис. 2.7. Поршень с шатуном:
1 — масдо.съемное кольцо в оборе;, 2, — витой пружинный, расширитель; 3 — чугунное кольцо; 4 — компрессионное кольцо; 5 — стопорное кольцо поршневого пальца; 6 — поршень; 7 — втулка шатуна; 8 — шатун; 9болт крепления крышки шатуна; 10 — крышка, шатунного подшипника; 11 — вкладыш нижней головки шатуна

В толстостенном днище поршня выполнена открытая тороидальная камера сгорания, а в головке поршня — три канавки под поршневые кольца. Верхняя канавка, наиболее нагруженная, имеет вставку из жаропрочного чугуна.

Боковая поверхность поршня по высоте бочкообразная (диаметр головки поршня меньше диаметра юбки). В поперечном сечении юбка имеет форму эллипса, причем большая ось эллипса расположена в плоскости, перпендикулярной к оси пальца. Такая конструкция поршня обеспечивает практическую независимость зазора между поршнем и гильзой, в плоскости движения шатуна от теплового состояния двигателя и тем самым предотвращает заклинивание поршня при работе прогретого двигателя.В то же время вследствие эллиптичности поршня при работе непрогретого двигателя снижается шум благодаря уменьшенному зазору между поршнем и стенкой Цилиндра в направлении действующей на поршень боковой силы от шатуна..

На поверхность юбки поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки поршня к гильзе.

Внутренняя форма поршня обеспечивает равномерное распределение тепла от днища к юбке. Кольцевое утолщение на нижней внутренней стороне юбки увеличивает жесткость поршня и обеспечивает возможность члстичного срезания этого утолщения для подгонки поршней по массе.

Нижняя канавка под маслосъемное кольцо имеет отверстия по всей окружности для отвода масла, снимаемого кольцом с поверхности цилиндра.

На каждом поршне устанавливаются два компрессионных и одно маслосъемное кольца. Компрессионные кольца изготовлены из чугуна с шаровидным графитом. Рабочая поверхность наиболее нагруженного верхнего компрессионного кольца покрыта слоем хрома, нижнего — слоем молибдена. Маслосъемное кольцом сборной конструкции. Оно состоит из чугунного кольца коробчатого сечения с хромированной рабочей поверхностью и витого пружинного расширителя. Хромирование колец повышает их износостойкость.

Поршень с шатуном соединен пустотелым пальцем плавающего типа, осевое перемещение которого в поршне ограничивается двумя пружинными стопорными кольцами.

Шатуны стальные, двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна разъемная. Для точной посадки вкладышей подшипника нижнюю головку шатуна окончательно обрабатывают в сборе с крышкой, вследствие чего крышки шатунов невзаимозаменяемые. На крышке и шатуне нанесены метки спаренности в виде трехзначных порядковых номеров. Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.

Подшипниками скольжения в верхней головке шатуна служат биметаллические неразъемные втулки с рабочим бронзовым слоем; в нижней головке шатуна — съемные взаимозаменяемые вкладыши. Крышка нижней головки шатуна крепится гайками на двух болтах, запрессованных в боковые выступы верхней головки шатуна. На каждой шатунной шейке коленчатого вала устанавливается по два шатуна.

Коленчатый вал (рис. 2.8) изготовлен из высокоуглеродистой стали методом горячей штамповки и упрочнен азотированием и закалкой токами высокой частоты шатунных и коренных шеек. Он имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки, которые связаны между собой щеками. В шатунных шейках вала выполнены полости, закрытые заглушками. В полостях масло подвергается дополнительной центробежной очистке. Полости шатунных шеек сообщаются наклонными отверстиями, просверленными в щеках вала, с поперечными каналами в коренных шейках.

На щеках, носке и хвостовике коленчатого вала имеются противовесы системы уравновешивания: на щеках они выполнены как одно целое с коленчатым валом, на носке и хвостовике напрессованы при сборке и фиксируются сегментной шпонкой.

На носке коленчатого вала установлена ведущая шестерня привода масляного насоса, на хвостовике — распределительная шестерня в сборе с маслоотражателем. В торцевой части носка коленчатого вала имеется отверстие для установки полумуфты отбора мощности, в торцевой части хвостовика — два отверстия для запрессовки штифтов фиксации маховика, осевое отверстие для опорного подшипника первичного вала коробки передач и резьбовые отверстия для болтов крепления маховика.

Рис. 2.8. Коленчатый вал:
1 — полумуфта отбора мощности; 2— стопорная шайба носка коленчатого вала: 3 — передний противовес; 4 — ведущтя шестерня привода масляного насоса; 5 — заглушка полости шатунной шейки; б — задний маслоотражатель; 7 — распределительная шестерня: 8 — задний противовес; 9 — полукольца упорного подшипника коленчатого вала’, 10 — крышка коренного подшипника коленчатого вала; 11 — вкладыш коренного подшипника коленчатого вала

От осевых смещений вал фиксируется четырьмя упорными ста-леалюминиевыми полукольцами, установленными в выточках блока и крышки задней коренной опоры.

Уплотнение коленчатого вала осуществляется самоподжимным сальником, запрессованным в картер маховика, и маслоотражателем.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы и тонким слоем свинцовистого сплава. Верхние и нижние вкладыши коренных подшипников коленчатого вала невзаимозаменяемы. Верхние вкладыши коренных подшипников отличаются от нижних наличием отверстий для подвода масла и кольцевой канавки для его распределения. Верхние и нижние вкладыши шатунных подшипников коленчатого вала и нижней головки шатуна взаимозаменяемы.

Для предотвращения от проворачивания и осевых перемещений вкладышей в гнездах на краях постелей вкладышей выдавлены кромки, которые входят в соответствующие пазы, выполненные в постелях блока и крышках коренных и шатунных подшипников.

Рис. 2.9. Маховии:
1 — аубчатый венец маховика; 2 — фиксатор маховика в сборе; 3— болт крепления маховика; 4 — упорное пружинное кольцо; 5 — установочная втулка маховика; 6— манжета первичного вала

Маховик (рис. 2.9) отлит из специального серого чугуна. Он крепится к заднему торцу коленчатого вала восемью болтами из легированной стали. Точная фиксация маховика на коленчатом валу достигается при помощи двух установочных штифтов, запрессованных в торец коленчатого вала. На обработанную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для соединения с шестерней вала стартера при пуске двигателя. На заднем торце маховика устанавливается сцепление. Для проведения регулировок двигателя на маховике имеются паз под фиксатор маховика и отверстия для проворачивания коленчатого вала ломиком.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя КамАЗ-740

Рис. 9. Блок цилиндров в сборе двигателя автомобилей КамАЗ-4310 и Урал-4320: 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: 9-рым-болт

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-4310 и Урал-4320: 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-ссдло 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 с шатуном двигателя автомобилей КамАЗ-4310 и Урал-4320: 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 г.

Рис. 12. Коленчатый вал двигателя автомобиля КамАЗ-4310 и Урал-4320: 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-4310 и Урал-4320: 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.