Кривошипно-шатунный механизм. Двигатель ЗМЗ-40522.10 – руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту.

Конструкция. Двигатель ЗМЗ-40522.10 – руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту.
Двигатель ЗМЗ-40522.10 – руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту.

Кривошипно-шатунный механизм.

Блок цилиндров (рис.8, 9, 10). Блок цилиндров из серого чугуна, выполнен в виде моноблока с картерной частью опущенной ниже оси коленчатого вала. В нижней части блока расположены пять гнезд коренных подшипников 9 (рис.10). Крышки коренных подшипников 7, изготавливаемые из высокопрочного чугуна, обрабатываются в сборе с блоком цилиндров и поэтому они не взаимозаменяемы. На нижней плоскости 1, 2 и 4-ой крышек выбиты их порядковые номера для правильной установки. При установке крышек замочные пазы 6 под вкладыши в блоке цилиндров и в крышках следует располагать с одной стороны.

Рис.8. Блок цилиндров. Вид сверху.

1 – фланец крепления коробки перемены передач; 2 – резьбовые отверстия для крепления головки цилиндров (10 отв.); 3 – плоскость прилегания головки цилиндров; 4 – место маркировки двигателя; 5 – окна рубашки охлаждения; 6 – плоскость прилегания крышки цепи; 7 – отверстие для подвода смазки в головку цилиндров; 8 – фланец крепления крышки привода масляного насоса.

Рис.9. Блок цилиндров. Поперечный разрез по оси цилиндра.

1 – фланец крепления стартера; 2 – технологические отверстия, закрываются заглушками; 3 – зеркало цилиндра; 4 – рубашка охлаждения; 5 – фланец крепления масляного картера; 6 – крышка коренного подшипника; 7 – канал подвода смазки к коренному подшипнику; 8 – масляная магистраль.

Рис.10. Блок цилиндров. Продольный разрез по оси цилиндров.

1 – фланец крепления коробки перемены передач; 2 – плоскость прилегания головки цилиндров; 3 – зеркало цилиндра; 4 – рубашка охлаждения; 5 – плоскость прилегания крышки цепи; 6 – пазы для фиксации вкладышей коренных подшипников; 7 – крышка коренного подшипника; 8 – фланец крепления масляного картера; 9 – гнездо коренного подшипника

Головка цилиндров (рис.11, 12). Головка цилиндров из алюминиевого сплава, имеет два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. В верхней части головки цилиндров размещены два распределительных вала. Крышки опор распределительных валов 1 (рис.11) обрабатываются в сборе с головкой цилиндров и поэтому они не взаимозаменяемы. Крышки опор валов должны устанавливаться в соответствии с выбитыми на них порядковыми номерами, при этом ориентируясь определенным образом.

Между головкой цилиндров и блоком цилиндров устанавливается асбостальная прокладка.

Отверстия 6 (рис.12) под свечи зажигания находятся в центральной части камеры сгорания.

Рис.11. Головка цилиндров. Вид на фланец впускной трубы, верхнюю плоскость и фланец крепления передней крышки.

1 – крышки распределительных валов; 2 – передняя крышка распределительных валов; 3 – отверстие подачи топлива форсунками; 4 – свечные колодцы; 5 – отверстие канала подачи воздуха; 6 – фланец крепления впускной трубы; 7 – отверстие подачи воздуха системы холостого хода; 8 – отверстие установки гидронатяжителя верхней цепи; 9 – резьбовые отверстия крепления верхнего кронштейна генератора.

Рис.12. Головка цилиндров. Вид на камеры сгорания, фланец выпускного коллектора и заднюю крышку.

1 – отверстие канала рубашки охлаждения; 2 – отверстие канала выпуска отработавших газов; 3 – отверстие канала слива масла в картер; 4 – отверстие установки датчика фазы; 5 – задняя крышка головки цилиндров; 6 – отверстие установки свечи зажигания; 7 – клапан; 8 – окна рубашки охлаждения; 9 – отверстие канала подачи масла в головку цилиндров; 10 – отверстие болтов крепления головки цилиндров.

Поршень (рис.13) отлит из алюминиевого сплава. Юбка поршня выполнена с бочкообразным вертикальным профилем и микрорельефом для улучшения приработки и снижения потерь на трение. В поперечном (горизонтальном) сечении юбка поршня имеет форму овала, где больший радиус расположен перпендикулярно оси поршневого пальца.

На днище поршня сделана выемка для увеличения камеры сгорания и четыре цековки, которые предотвращают касание (удары) о днище поршня тарелок клапанов при нарушении фаз газораспределения.

По наибольшему диаметру юбки поршни делятся на 5 размерных групп, по диаметру отверстия под поршневой палец также на несколько групп. Маркировка размерных групп выбивается на днище.

На торце поршня имеется надпись «ПЕРЕД», служащая для его правильной ориентации при установке в блок цилиндров. Поршень должен устанавливаться, ориентируясь данной надписью в сторону переднего торца блока цилиндров (в сторону расположения шкива-демпфера коленчатого вала).

Рис.13. Поршень и шатун.

1 – стопорные кольца; 2 – поршень; 3 – шатун; 4 – болты шатуна; 5 – крышка шатуна; 6 – гайки; 7 – поршневые кольца; 8 – поршневой палец; 9 – втулка шатуна.

Поршневые кольца (рис.14) устанавливаются по три на каждом поршне: два компрессионных и одно маслосъемное.

Верхнее компрессионное кольцо 1 изготавливается из высокопрочного чугуна. Прилегающая к цилиндру наружная рабочая поверхность кольца имеет бочкообразную форму. Для увеличения износостойкости эта поверхность покрыта хромом.

Нижнее компрессионное кольцо 2 «скребкового типа», изготавливается из серого чугуна, имеют наружную коническую поверхность. Кольцо должно устанавливаться на поршень маркировкой «TOP» (верх) или маркировкой товарного знака предприятия-изготовителя в сторону днища поршня (т.е. вверх).

На поршень может устанавливаться двухэлементное маслосъемное кольцо 3, состоящее из чугунного кольца коробчатого поперечного сечения 5 (вид В, вариант 1), внутри которого установлен пружинный расширитель 6, и трехэлементное маслосъёмное кольцо, состоящее из двух стальных плоских кольцевых дисков 7 (вид В, вариант 2) и двухфункционального пружинного расширителя 8.

Рис.14. Поршневые кольца.

1 – верхнее компрессионное кольцо; 2 – нижнее компрессионное кольцо; 3 – маслосъемное кольцо; 4 – поршень; 5 – маслосъемное кольцо коробчатого сечения; 6 – пружинный расширитель; 7 – кольцевой диск; 8 – двухфункциональный пружинный расширитель.

Поршневые пальцы – трубчатого сечения, стальные, плавающего типа, при работе двигателя свободно вращаются в бобышках поршня и втулке шатуна.

Для увеличения твердости и износостойкости наружная поверхность пальца подвергнута химико-термическому упрочнению. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами, установленными в канавках бобышек поршня.

Пальцы по наружному диаметру делятся 5 размерных групп.

Шатун – стальной, кованый, со стержнем двутаврового сечения и продольным отверстием подачи масла для смазки подшипника поршневого пальца и охлаждения днища поршня. В поршневую головку шатуна запрессована бронзовая втулка, служащая подшипником поршневого пальца.

Крышка шатуна крепится к шатуну двумя центрирующими болтами с гайками. Крышка обрабатывается совместно с шатуном, поэтому крышки нельзя переставлять с одного шатуна на другой.

Для правильной сборки на боковых поверхностях крышек и шатунов, выбиты порядковые номера цилиндров, в которые они были установлены. Крышка шатуна с шатуном должны быть собраны таким образом, чтобы номера цилиндров или пазы под вкладыши располагались с одной стороны.

Шатуны делятся на 4 группы по массе и на 4 размерные группы по диаметру отверстия втулки под поршневой палец.

Коленчатый вал – отлит из высокопрочного чугуна, пятиопорный. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил коленчатый вал имеет восемь противовесов. Износостойкость коренных, шатунных шеек и поверхности заднего фланца, контактирующей с рабочей кромкой cальника, обеспечивается поверхностной закалкой токами высокой частоты. Галтели коренных и шатунных шеек вала накатываются роликами для их упрочнения. Вал динамически сбалансирован.

В коренных (кроме средней) и шатунных шейках просверлены сквозные отверстия, которые соединяются косыми сверлениями, проходящими сквозь шейки и щеки вала. Данные каналы служат для подачи масла к шатунным подшипникам.

В месте выхода сверлений в щеках находятся специальные грязеулавливающие полости, закрытые резьбовыми пробками. В процессе вращения коленчатого вала грязь и продукты износа, находящиеся в масле, отделяются за счет действия центробежной силы инерции и накапливаются в этих полостях. Происходит дополнительная, помимо фильтра, очистка масла.

Направление вращения коленчатого вала – правое (при направлении взгляда на шкив-демпфер).

Коленчатый вал установлен в коренных опорах блока цилиндров, в которых расположены вкладыши подшипников.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала сталеалюминевые. Верхние вкладыши коренных подшипников имеют канавку и отверстие для подачи масла, нижние – без канавок. Верхние и нижние вкладыши шатунных подшипников одинаковые, с отверстием для подвода масла в масляный канал шатуна.

Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается упорными полушайбами 3, 6 (рис.15), расположенными по обе стороны средней (третьей) коренной опоры в проточках крышки и блока цилиндров. Полушайбы поверхностью с канавками обращены к щекам коленчатого вала. Нижние полушайбы удерживаются от вращения за счет выступов, входящих в пазы на торцах крышки среднего коренного подшипника.

Нижние полушайбы упорного подшипника сталеалюминевые. Верхние полушайбы упорного подшипника выполнены полностью из алюминиевого сплава.

Могут устанавливаться полиамидные полушайбы 3 переднего упорного подшипника.

Рис.15. Средний (упорный) подшипник коленчатого вала.

1 – блок цилиндров; 2 – нижний вкладыш коренного подшипника; 3 – передние упорные полу- шайбы; 4 – крышка среднего коренного подшипника; 5 – коленчатый вал; 6 – задние упорные полушайбы; 7 – верхний вкладыш коренного подшипника.

На переднем конце коленчатого вала (рис.16) установлены: ведущая звездочка 7 привода распределительных валов, втулка 6 и шкив-демпфер 3 с зубчатым диском синхронизации, которые закреплены стяжным болтом 1.

Наружная поверхность стальной втулки 6 для увеличения износостойкости закалена токами высокой частоты.

Герметичность переднего конца коленчатого вала обеспечивается сальником 4 и резиновым кольцом 14, установленным в проточку коленчатого вала между втулкой 6 и звездочкой 7.

Рис.16. Передний конец коленчатого вала.

1 – стяжной болт; 2 – призматическая шпонка; 3 – шкив-демпфер; 4 – передний сальник; 5 – крышка цепи; 6 – втулка; 7 – звездочка коленчатого вала; 8 – сегментная шпонка; 9 – блок цилиндров; 10 – вкладыши коренного подшипника, 11 – коленчатый вал; 12 – крышка коренного подшипника; 13 – масляный картер: 14 – резиновое уплотнительное кольцо; 15 – шайба.

Шкив-демпфер коленчатого вала имеет специальный эластомерный резиновый элемент, служащий для гашения крутильных колебаний коленчатого вала, с последующим снижением шума и улучшением условий работы цепного привода распределительных валов. Шкив-демпфер подвергнут статической балансировке.

Зубчатый венец шкива-демпфера служит для формирования импульсов, воспринимаемых датчиком синхронизации системы управления, с помощью которых микропроцессорный блок системы управления определяет частоту вращения коленчатого вала и положение коленчатого вала относительно ВМТ.

На диске демпфера нанесена риска, по совпадению которой с выступом на крышке цепи определяется нахождение поршня первого цилиндра в ВМТ.

На центрирующий буртик заднего конца коленчатого вала (рис.17) и штифт 7 установлен маховик 6, прикрепленный к фланцу шестью самостопорящимися болтами 11 через термоупрочненную шайбу 9. Термоупрочненная шайба служит для увеличения надежности соединения. В отверстие маховика установлены распорная втулка 8 и подшипник 10 первичного вала коробки передач. Герметичность заднего конца коленчатого вала обеспечивается задним сальником 5, установленном в сальникодержателе 4.

Рис.17. Задний конец коленчатого вала.

1 – коленчатый вал; 2 – вкладыши коренного подшипника; 3 – блок цилиндров; 4 – сальнико- держатель; 5 – задний сальник; 6 – маховик: 7 – установочный штифт маховика; 8 – распорная втулка; 9 – шайба болтов маховика; 10 – подшипник переднего конца первичного вала коробки передач; 11 – болт маховика; 12 – масляный картер; 13 – крышка коренного подшипника

Маховик – отлит из серого чугуна, имеет напрессованный стальной, упрочненный закалкой токами высокой частоты, зубчатый венец. Статическая балансировка маховика производится отдельно от коленчатого вала.