БЛОК ЦИЛИНДРОВ, КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМЫ.
Устройство Двигатели ЯМЗ-238Б и -238Д с турбо наддувом, а также ЯМЗ-238М2 и -236М2, устанавливаемые на автомобили МАЗ, максимально унифицированы, во многом идентичны по конструкции, поэтому описание ведется преимущественно более сложных турбонаддувных вариантов с отражением отличительных особенностей других моделей.
Рис. 2-1.
Продольный разрез двигателя: 1 - масляный картер; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 - блок цилиндров; 5 - распределительный вал; 6 - вал привода топливно- го насоса; 7 - крышка распределительных шестерен; 8 - фильтр тонкой очистки топли- ва; 9 - автоматическая муфта опережения впрыска топлива; 10 - топливный насос вы- сокого давления; 11 - регулятор частоты вращения; 12 - турбокомпрессор; 13 - махо- вик; 14 - маслоприемник; 15 - пробка для спуска масла; 16 - масляный насос
Рис. 2-2.
Поперечный разрез двигателя:
1 - масляный насос; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 - стартер; 5 - распределительный вал; 6 - гильза; 7 - блок цилиндров; 8 - выпускной трубопровод; 9 - форсунка; 10 - головка цилиндров; 11 - впускной трубопровод; 12 - турбокомпрессор; 13 - топливный насос высокого давления; 14- поршень
Блок цилиндров 7 (см. рис. 2-2) двигателя представляет собой моноблочную V-образную конструкцию с расположением цилиндров двумя рядами под углом 90°. Блок цилиндров отлит из низколегированного серого чугуна и выполнен как одно целое с верхней частью картера.
Правый ряд цилиндров смещен относительно левого вперед на 35 мм в связи с тем, что на одной шатунной шейке крепятся два шатуна: один правого ряда, другой левого. Блок имеет рубашку охлаждения. В отверстие блока устанавливают мокрые гильзы. В нижней части блока расположены четыре коренные опоры коленчатого вала, которые растачивают в сборе с крышками, поэтому последние невзаимозаменяемы и устанавливаются в определенном положении. При их установке необходимо следить, чтобы клеймо на крышке соответствовало клейму на блоке. Крепление крышек коренных подшипников коленчатого вала осуществляет- ся вертикальными болтами М20 и двумя горизонтальными (стяжными) болтами М14.
Гильзы цилиндров 6 (см. рис. 2-2) вставные, мокрого типа, отлиты из специального чугуна. Гильзы центрируются в блоке верхним и нижним поясами. В двух канавках нижнего центрирующего пояса гильзы заложены резиновые уплотнительные кольца, предупреждающие попадание воды из рубашки охлаждения в картер двигателя. Для устранения кавитационных разрушений гильз цилиндров и блока в нижней части гильзы устанавливают антикавитационное кольцо. В верхней части гильзы имеется буртик, который входит в выточку в блоке.
Коленчатый вал 2 (см. рис. 2-1) из- готовлен из стали 50Г, имеет пять коренных и четыре шатунных шейки, поверхности которых закалены токами высокой частоты. Шатунные шейки вала имеют внутренние полости, закрытые заглушками, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке. Полости шатунных шеек сообщаются посредством наклонных каналов с поперечными каналами в коренных шейках.
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 противовесы. В систему уравновешивания, кроме того, входят выносные массы, расположенные в маховике и на переднем конце коленчатого вала.
От осевых смещений вал фиксируется четырьмя упорными бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры и выполняющими роль упорного подшипника. Осевой зазор коленчатого вала 0,121-0,265 мм. Носок и хвостовик вала уплотняются резиновыми самоподжимными сальниками.
Маховик 13 (см. рис. 2-1) отлит из серого чугуна и крепится к коленчатому валу. Во избежание самоотвертывания болтов крепления маховика под каждые два соседних болта устанавливают замковую пластинку.
Шатун 3 (см. рис. 2-2) стальной, двутаврового сечения с косым разъемом нижней головки. В нижнюю головку установлены сменные вкладыши шатунного подшипника. Крышка нижней головки крепится к шатуну двумя болтами из хромоникелевой стали разной длины. Болты предохраняются от самоотвертывания замковыми шайбами. Нижняя головка 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 верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка. Вдоль стержня шатуна просверлен масляный канал, по которому масло от нижней головки под давлением подступает к поршневому пальцу.
Поршень 14 (см. рис. 2-2) отлит из высококремнистого алюминиевого сплава. В головке поршня расположена камера сгорания. На наружной поверхности поршня имеются пять канавок для поршневых колец. В трех верхних канавках установлены компрессионные кольца, в нижней маслосъемное. Для обеспечения точной посадки поршни и гильзы цилиндров делятся на три размерные группы, обозначаемые клеймами на днищах поршней и на верхних торцах гильз (табл. 2-1).
Табл. 2-1
Внутри поршня имеются две бобышки с отверстиями под поршневой палец. В отверстиях имеются канавки, в которые заложены пружинные стопорные кольца, ограничивающие осевое перемещение пальца. Поршневой палец изготовлен из хромоникелевой стали 12ХНЗА. Соединение пальца с шатуном и поршнем - плавающего типа.
Поршневые кольца. На поршень устанавливают три компрессионных и два маслосъемных кольца. Компрессионные кольца выполняют с конусной рабочей поверхностью (под углом к оси 10°). Внешняя цилиндрическая поверхность верхнего компрессионного кольца хромирована. Маслосъемные кольца по конструкции и размерам одинаковы. Поршневые кольца изготавливают из специального чугуна, верхнее компрессионное кольцо - из высокопрочного чугуна специального химического состава.
Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала выполнены в виде тонкостенных вкладышей, которые имеют стальное основание и рабочий слой из свинцовистой бронзы. Верхние вкладыши коренных подшипников отличаются от нижних наличием отверстия для подвода масла и канавки для его распределения, вследствие чего вкладыши невзаимозаменяемы.
Верхние и нижние вкладыши шатунных подшипников взаимозаменяемы. На краях вкладышей выдавлены усы, которые входят в выточки, сделанные в теле блока цилиндров, крышках коренных подшипников, а также в шатунах и их крышках, и тем самым предотвращают проворачивание вкладышей в гнездах.
Для ремонта коленчатого вала предусмотрено шесть ремонтных размеров вкладышей с уменьшением внутреннего диаметра каждого из последующих размеров на 0,25 мм.
Головка цилиндров 10 (см. рис. 2-2) отлита из низколегированного серого чугуна, крепится к блоку цилиндров шпильками, ввернутыми в блок. Шпильки изготовлены из хромоникелевой стали и обработаны термически. Между головкой и блоком для уплотнения ставят прокладку с окантовками цилиндровых отверстий и отверстий для прохода охлаждающей жидкости. Для охлаждения наиболее нагреваемых мест головка цилиндров имеет водяную рубашку, сообщающуюся с рубашкой охлаждения блока цилиндров.
В головке цилиндров размещены клапаны с пружинами, коромысла клапанов, стойки коромысел и форсунки. В гнезда клапанов запрессованы сменные седла, изготовленные из специального жароупорного чугуна.
В теле головки запрессованы направляющие металлокерамические втулки клапанов. Седла и металлокерамические втулки клапанов окончательно обрабатывают после запрессовки их в головку.
Рис. 2-3. Механизм газораспределения:
1 - коромысло клапана; 2 - ось коромысла; 3 - контргайка; 4 - регулировочный винт; 5 - штанга толкателя; 6 - пята толкателя; 7 - ось толкателей; 8 - толкатель; 9 - установочный штифт оси коромысла; 10 - болт крепления оси; 11 - тарелка пружин клапана; 12 - втулка тарелки; 13 - сухарь крепления клапана; 14 - наружная пружина клапана; 15 - внутренняя пружина; 16 - упорная шайба; 17 - направляющая втул- ка клапана; 18 - впускной клапан; 19 - распределительный вал; 20 - ролик толкателя; 21 - седло выпускного клапана; 22 - выпускной клапан
Распределительный вал 19 (рис.2-3). Расположен в средней части развала цилиндров и приводится во вращение от коленчатого вала парой цилиндрических шестерен со спиральными зубьями. На торцах шестерен выбиты метки, совпадение которых должно быть обеспечено при сборке двигателя.
Распределительный вал - кованый из стали 45, имеет опорные шейки диаметром 54 мм. Профили кулачков впускных и выпускных клапанов одинаковы. Поверхности всех опорных шеек и кулачков вала закалены токами высокой частоты.
Толкатель 8 представляет собой жесткий качающийся рычаг, изготовленный из стали 45. На одном конце толкателя имеется отверстие, в которое запрессованы заподлицо две свертные втулки, изготовленные из бронзовой ленты ОЦС 4-4-2,5.
На противоположном конце толкателя установлена опорная пята штанги и ролик.
Штанги толкателей 5 изготовлены из стальной бесшовной трубы. Для прохода смазочного материала через полости штанг к подшипникам коромысел клапанов в наконечниках штанг толка- телей просверлены масляные каналы.
Коромысло клапана 1 установлено на индивидуальной оси. Коромысла и все их детали крепления унифицированы.
Подшипниками коромысла служат две втулки из бронзовой ленты ОЦС 4-4-2,5, запрессованные в отверстие коромысла.
Кольцевое пространство между втулками соединено каналом с резьбовым отверстием под регулировочный винт и служит для подачи смазки к подшипникам коромысла. Конец регулировочного винта, выступающий над плоскостью коромысла, имеет прорезь под отвертку и резьбу для навертывания контргайки.
Прорезь необходима для регулировки зазора между коромыслом и торцом стержня клапана. Через масляные каналы регулировочного винта смазочный материал подается к подшипникам коромысел клапанов.
Каждое коромысло установлено на отдельной оси, крепящейся к плоскости головки одним болтом.
Осевой зазор коромысел ограничивается стопорными кольцами, установленными в канавки на концах осей коромысел.
Клапаны. Впускной клапан изготовлен из стали 4х10С2М (ЭИ-107), выпускной - из стали 4х14Н14В2М (ЭИ-69).
Поверхность рабочей фаски выпускного клапана наплавлена стеллитом ВЗК.
Каждый клапан имеет по две пружины, наличие которых обеспечивает приводу высокую резонансную характеристику. Наружная и внутренняя пружины клапана, изготовленные из пружинной проволоки 50хФА, имеют противоположно направленную навивку.