Технічне обслуговування та ремонт кривошипно-шатунного механізму (стр. 3 из 5)

Маслознімні кільця скребкового типу (Рис. 1.6.) встановлюються по 2 в одній канавці виточками до юбки поршня, їхня робоча поверхня вкривається шаром хрому. Кільця діють не залежно одне від одного, тому добре припрацьовуються до профілю стінки гільзи і забезпечують роботу двигуна з незначною витратою масла. Основна їх перевага – технологічність виготовлення.

а б в

г

Рис. 1.6. Конструкція і дія маслознімних кілець: а – дія кільця при переміщенні поршня вниз; б – дія кільця при переміщенні поршня вгору; в – збірне кільце; 1 – масловідвідний канал; 2 – поршень; 3 – гільза; 4 – кільце коробчатого типу; 5 – канал в поршні; 8 – плоскі стальні кільця; 9 – осьовий розширювач; 10 – радіальний розширювач

Збірні маслознімні кільця краще знімають масло зі стінок циліндра. Вони складаються з двох стальних дискових кілець 8, між якими встановлюють розширювачі – осьовий 9 і радіальний 10. Радіальний розширювач виготовлений із стальної пластини, яка завдяки своїй пружності збільшує тиск кілець на дзеркало.

Поршневий палець призначений для шарнірного з'єднання поршня з шатуном. Оскільки на палець діє значне ударне навантаження, його виготовляють з міцного, твердого і в'язкого матеріалу – маловуглецевої сталі, а його робочу поверхню для забезпечення достатньої твердості цементують, загартовують, а потім шліфують і полірують.

Для зменшення маси пальців їх виготовляють порожнистими – у вигляді трубки з товстими стінками. Під час роботи на прогрітому двигуні (температура охолоджувальної рідини понад 85 °С) палець може вільно прокручуватись відносно поршня і шатуна, тому його називають плаваючим. Щоб палець під час роботи двигуна не переміщувався в осьовому напрямку і не пошкоджував при цьому дзеркало гільзи циліндра, його закріплюють. Способи фіксації пальців наведено на рис. 1.8.

Рис. 1.7. Конструкція поршневих пальців і способи їх фіксації від осьовихпереміщень:а, б – за допомогою стопорних кілець: в-за допомогою заглушки; 1 – поршень; 2 – поршневий палець; 3 – стопорне кільце; 4 – алюмінієва заглушка; 5 – шатун

Внутрішня поверхня поршневого пальця циліндрична (рис. 1.7., а, в), або конічно-циліндрична (рис. 1.7., б) для збільшення його жорсткості. Поршневі пальці двотактних двигунів мають перетинку внутрішнього отвору, щоб запобігти прориванню газів із кривошипної камери у випускний канал (ПД‑10М), або сталеві заглушки у бобишках для запобігання проникненню масла в продувні вікна циліндра.

У сучасних двигунах застосовується спосіб закріплення пальців стопорнимикільцями.В отвір втулки верхньої головки шатуна палець встановлюється із зазором, а в бобишки поршня – з натягом. Поршневий палець змащується через отвори в стержні шатуна, прорізи у верхній головці шатуна і масляні канали в бобишках поршня.

За величиною зовнішнього діаметра пальці поділяють на розмірні групи, які позначаються фарбою на внутрішній поверхні пальців. При складанні розмірні групи пальців і поршнів повинні співпадати. Відсутність маркування свідчить про єдину розмірну групу.

Шатун з'єднує поршень через поршневий палець з шатунною шийкою колінчастого вала. Внаслідок того, що на шатун діють значні зусилля, які розтягують або стискують його стержень, шатуни повинні бути міцними, жорсткими і легкими, їх виготовляють з високоякісної сталі, потім піддають термічній обробці.

Шатун (рис. 1.2) складається з верхньої та нижньої головок і стержня.

Верхня головка не рознімна. Для зменшення тертя шатуна з поршневим пальцем у верхню головку запресовують підшипник, виготовлений у вигляді бронзової або стальної втулки 6 з шаром бронзи. Змащення поршневого пальця здійснюється завдяки отворам у верхній головці, які вловлюють краплини масла.

Стержень шатуна для більшої міцності двотавровий і переходить у нижню та верхню головки. Така конструкція забезпечує необхідну міцність і жорсткість при мінімальній масі.

Нижня головка рознімна, оскільки охоплює шатунну шийку колінчастого вала. Площина розняття нижньої головки перпендикулярна до осі симетрії шатуна або розміщена під кутом 45° до вертикальної осі шатуна.Такий розріз дозволяє виймати поршень із шатуном через верхній отвір гільзи циліндра. Площина розняття зубчаста, у вигляді трикутних шліців, які фіксують кришку відносно головки і розвантажують шатунні болти. Між нижньою головкою шатуна і колінчастим валом встановлюється підшипник. Нижні підшипники виготовлені у вигляді тонкостінних сталевих вкладишів, на які нанесено тонкий шар антифрикційного сплаву. Товщина вкладиша становить 2…З мм. їх штампують із сталевої стрічки, на внутрішню поверхню наносять сплави АСМ, АСМТ, АО‑20 та інші.

Масло до вкладишів надходить по каналах, виконаних в колінчастому валу,коли ті під час його обертання співпадають з отворами вкладишів. За допомогоюканалу на внутрішній поверхні масло рівномірно розподіляється по поверхні вкладиша.

1.3 Деталі групи колінчастого вала

До деталей групи колінчастого вала належать: колінчастий вал, маховик, корінні підшипники, пристрої для фіксації колінчастого вала від осьових переміщень, масловідбивачі і сальники.

Колінчастий вал сприймає ударні навантаження, які передаються від поршнів через поршневий палець і шатун. Крім того, шатунні і корінні шийки вала спрацьовуються від тертя, тому матеріал колінчастого вала повинен бути досить твердим, водночас в'язким і мати високу міцність.

Колінчасті вали виготовляють з якісної вуглецевої сталі способом гарячого штампування або відливають з високоміцного чавуну. Робочі поверхні загартовують струмом високої частоти на глибину від 1,5 до 5,0 мм, шліфують і полірують з великою точністю (овальність і конусність шийок не повинна перевищувати 0,01 мм).

Колінчастий вал (рис. 1.9.) має корінні 7 і шатунні 6 шийки, передню (носок) і задню (хвостовик) частини.

Між собою корінні і шатунні шийки з'єднуються щоками 8, в яких просвердлено канали для підведення масла від корінних до шатунних шийок. В шатунних шийках є порожнини 5, закриті заглушками для відцентрового очищення масла від металевих й мінеральних частинок. У більшості двигунів щоки виконують також роль противаги, розвантажуючи корінні підшипники від дії відцентрових сил.

Кількість шатунних шийок в рядних двигунах відповідає кількості циліндрів двигуна, а у У-подібних – кількості циліндрів в одному ряду, оскільки в них до одної шийки приєднано два шатуни. Корінних шийок на одну більше, ніж шатунних. Шатунні шийки відносно одна одної у дво- і чотирициліндрових двигунів зміщені на 180°, у шестициліндрових – на 120°, у восьмициліндрових – на 90°. Це забезпечує рівномірне чергування робочих тактів і зрівноваження сил інерції.

У передній частині вала встановлено шестерню 4 приводу проміжної шестерні і масляного насоса, шків 2 приводу вентилятора і генератора. Між шківом і шестернеювстановлений масловідбивач 3, який відкидає масло від переднього сальниковогоущільнення. В торці колінчастого вала є храповик, яким колінчастий вал прокручується вручну за допомогою ключа або рукоятки.

Рис. 1.9. Колінчастий вал:

1 – храповик; 2 – шків привода вентилятора; 3 – масловідбивач; 4 – шестерня для привода проміжної шестерні і масляного насоса; 5 – порожнина шатунної шийки;6 – шатунна шийка; 7 – корінна шийка; 8 – щока; 9 – вкладиш корінного підшипника; 10 – ущільнювальний вкладиш; 11 – маслознімна різьба; 12 – маховик; 13 – вінець маховика; 14 – ущільнювальна вставка; 15 – кришка корінного підшипника

У задній частині вала дизеля є фланець з шістьома отворами для закріплення маховика. Перед фланцем на колінчастому валі виконано маслознімну різьбу 11, яка разом із спеціальними вузькими алюмінієвими вкладишами 10 забезпечує ущільнення і запобігає витіканню масла в картер маховика.

Шатунні та корінні підшипники колінчастого вала більшості двигунів є підшипниками ковзання. Підшипники коченя застосовують тільки в одно-, двоциліндрових двигунах та в двигунах з рознімним колінчастим валом.

Вкладиші корінних підшипників (рис. 1.10.) за будовою подібні до шатунних.

Вкладиші виготовляють із стальної стрічки товщиною 1…3 мм; шарантифрикційного сплаву становить 0,1…0,9 мм. Цей сплав наноситься безпосередньона стальну стрічку або на металокерамічну основу (60% міді та 40% нікеля).

Рис. 1.10. Вкладиші корінних підшипників колінчастого вала:

а – вкладиш корінного підшипника з упорними півкільцями; б – ущільнювальний вкладиш;1 – отвір для проходження масла з масляної магістралі блок-картера: 2 – півкільця;3 – фіксуючий виступ; 4 – кільцева канавка; 5 – отвір для проходження масла до підшипників газорозподільного вала

В якості антифрикційних сплавів використовують високоолов'янисті бабіти на свинцевій основі, свинцевисті бронзи, сплави на алюмінієвій основі та інші. У бабітів незначний коефіцієнт тертя і вони добре змащуються, однак з підвищенням температури їх механічні властивості погіршуються. Застосовують бабіти для виготовлення вкладишів карбюраторних двигунів.

Свинцевисті бронзи й алюмінієві сплави використовують для виготовлення вкладишів дизелів, оскільки вони можуть працювати при навантаженнях більше 10 МПа і температурі понад 80 °С.

Мідно-нікелева основа тришарового вкладиша зміцнює з'єднання бабіту зі стальною стрічкою. Шар бабіту на основі товщиною до 0,1 мм.

Перед встановленням вкладиші вкривають тонким шаром олова (0,002…0,003 мм) для швидкого припрацювання тертьових поверхонь, щільного їх прилягання і кращого відведення теплоти від підшипника.