Сопряженных деталей двигателей 2 глава
Рис.7. Блок цилиндров двигателя УЗАМ (6) с нижней крышкой (а): I — штифт для установки зажигания, 2 — крышка поперечного водяного канала с прокладкой, i —нижняя крышка, 4, 5 — правая и левая прокладки нижней крышки, 6 —верхняя крышка привода газораспределительного механизма, 7, 8 — правая и левая прокладки верхней крышки, 9 —прокладка гильзы цилиндра, 10 — гильза цилиндра, 11 —крышка люка водяной рубашки, 12 — прокладка крышки люка, 13 — блок цилиндров; А —прилив для размещения водяного иасоса, В — гнездо для стартера гильзы и блока, а в верхней части — прокладкой головки цилинд-|юв, прижатой плоскостью головки к верхним торцам всех гильз блока. Цилиндры располагаются в один ряд. В нижней части блока размещены пять опор (коренных подшипников) коленчатого вала. Крышки коренных подшипников — чугунные, невзаимозаменяемые, каждая из них базируется на двух трубчатых штифтах, сквозь которые проходят шпильки, крепящие крышки подшипников к блоку. Блок цилиндров двигателей ВАЗ и Мелитопольского моторного завода для автомобиля ЗАЗ-1102 «Таврия» отлит из специального низколегированного чугуна. Гильзы цилиндров выполнены непосредственно в блоке. Для повышения жесткости нижняя плоскость блока опущена на 50...53 мм ниже оси коленчатого вала. Крышки опор коренных подшипников прикреплены к блоку самоконтря-шимися болтами. • В головке цилиндров 1 двигателя ВАЗ-2108 (рис. 8) расположены камеры сгорания клиновидной формы с впускными и выпускными каналами, которые выведены на правую сторону головки
Р и с. 8. Головка цилиндров двигателя ВАЗ-2108: / — головка цилиндров, 2 — распределительный вал, 3, 6 — задний и передний хорпуса подшипников распределительного вала, 4 — прокладка, 5 — крышка головки цилиндров, 7 — сальник
цилиндров и через прокладки соединяются с соответствующими трубопроводами. В каждой камере сгорания есть резьбовые отверстия для свечей зажигания. Свободное пространство внутри головки цилиндров образует охлаждающую рубашку, которая с задней стороны имеет выход к отводящему патрубку. С этой стороны нахо- дится и датчик указателя температуры охлаждающей жидкости. Через отверстия на нижней стороне охлаждающая рубашка головки цилиндров сообщается с охлаждающей рубашкой блока цилиндров. С правой стороны через два отверстия охлаждающая жидкость проходит в рубашку впускного трубопровода для подогрева горючей смеси. В правой верхней части вдоль всей головки цилиндров просверлен канал для масляной магистрали, / — седло клапана, 2 —клапан, 3 — маслоотражатель-ОТ КОТОРОЙ ПО НаКЛОННЫМ ный колпачок, 4, 5 — пружины, 6 — тарелка пружин, Каналам МаСЛО ПОДаеТСЯ К 7 — сУхарь, 8 — коромысло, 9 — регулировочный винт, 10 — контргайка регулировочного винта, 11 —штанга, опорам распределительно- п _ опорная шайба пружин го вала, а по горизонтальному каналу — на правую сторону к датчику контрольной лампы давления масла. В верхней части головки цилиндров расположены пять разъемных опор под шейки распределительного вала. Верхняя половина опоры находится в переднем б и заднем J корпусах подшипников, а нижняя — в головке цилиндров. Отверстия в опорах отрабатываются в сборе с корпусами подшипников, поэтому опоры не взаимозаменяемы, и головку цилиндров можно заменять только в сборе с корпусами подшипников. Механизм привода клапанов, установленный на головке цилиндров, закрывается алюминиевой литой крышкой 5. По всему периметру нижней поверхности крышки имеется паз, в который вставляется уплотнительная резиновая прокладка 4.
Головка блока цилиндров двигателей ЗМЗ-402, -4021 для автомобиля «Волга» (рис. 9) с нижним приводом клапанов отлита из алюминиевого сплава, на ней крепится ось коромысла 8. Головка блока цилиндров двигателей ЗМЗ-4062.10 для автомобилей ГАЗ-3102»Волга», оснащенных системой впрыска топлива (рис. 10), отлита из алюминиевого сплава, имеет два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. В верхней части головки цилиндров размещены два распределительных вала. Отверстие под свечу зажигания находится в центре камеры сгорания. Со Р и с. 10. Привод клапанов двигателя ЗМЗ-4062.10: 1 —клапан впускной, 2 — головка цилиндров, 3 —распределительный вал впускных клапанов, 4 —тарелка пружины клапана, 5 — колпачок маслоотражательный, 6 —пружина клапана наружная, 7 — вал распределительный выпускных клапанов, 8 — гидротолкатель, 9 — сухарь клапана, 10 — клапан выпускной, 11 —пружина клапана внутренняя, 12 — шайба опорная пружины клапана стороны впускных клапанов размещены топливные электромагнитные форсунки для вспрыска топлива. Головки цилиндров двигателя ЗАЗ-968 имеют ребра воздушного охлаждения с увеличенной теплоотдачей, отлиты из алюминиевого сплава, взаимозаменяемые и общие для двух цилиндров. В головке запрессованы металлокерамические втулки и седла клапанов из специального чугуна. В отверстия под свечи завернуты бронзовые резьбовые втулки, фиксируемые штифтами. • Поршневая группа. В нее входят поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец и шатун (рис. 11). Поршень 9 воспринимает усилия от расширяющихся газов и через шатун 5 передает их коленчатому валу. Поршни отливают из алюминиевого сплава. Верхняя часть поршня — головка — имеет днище. На головке поршня проточены три кольцевые канавки для двух компрессионных колец 10 и одного маслосъемного. От канавки маслосъемного кольца к внутренней полости идут две щелевидные прорези, по которым излишнее моторное масло, снимаемое маслосъемным кольцом с цилиндра, сбрасывается в картер двигателя. Наружная поверхность поршня луженая. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте имеет коническую форму: в
Рис. 11. Шатунно-поршневая группа: а —поршень с шатуном, 6 — установка поршневых колец; / —крышка шатуна, 2 —шатунные пкладыши, 3 — гайка, 4 — болт, 5 — шатун, 6 — втулка верхней головки шатуна, 7 — стопорное кольцо, 8 — поршневой палец, 9 — поршень, 10 — компрессионные кольца, 11 — кольцевые циски маслосъемного кольца, 12 — осевой расширитель, 13 — радиальный расширитель; А — ныступы
верхней части диаметр меньше, чем в нижней. В бобышках поршня сделаны отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 1,5...2 мм в правую сторону двигателя. Для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец есть метка П или стрелка, которая должна быть обращена в сторону передней части двигателя. По наружному диаметру поршни подразделяются, как правило, на пять классов с разницей 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец —на три-четыре категории с разницей 0,004 мм. Такая разбивка поршней на классы и категории помогает во время сборки двигателей для подбора поршней по соответствующим классам гильз цилиндров- и поршневых пальцев по категориям поршней. Класс (А, В, С, Д, Е) и категория отверстия под поршневой палец (1...4) клеймятся на днище поршня. Для создания уплотнения между стенками цилиндра и движущимся поршнем предусмотрены поршневые кольца. Компрессионные кольца изготовляют из специального чугуна. Верхнее компрессионное кольцо для увеличения износостойкости покрывается по наружному диаметру слоем хрома, нижнее — слоем олова для улучшения приработки. Для более плотного прилегания колец к стенкам цилиндра и канавкам поршня на некоторых компрессионных кольцах делают фаски или выточки на наружной или внутренней поверхности. Маслосъемные кольца делают стальными в виде комплектов, состоящих из четырех элементов (двух дисков 11, радиального 13 и осевого 12 расширителей) или чугунными с прорезями для снима-емого со стенок цилиндра масла. Поршневые пальцы 8 — стальные, пустотелые. Наружная повер-хность их подвергается закалке. В продольном направлении пальцы I фиксируются в поршне стопорными кольцами 7из упругой прово-локи, размещенными в канавках бобышек поршней. Рабочая по-верхность пальцев тщательно шлифуется и полируется.
Шатун 5 — стальной, кованый. Стержень шатуна двутаврового Чтобы при сборке не перепутать крышки шатунов, на каждом шатуне и соответствующей ему крышке ставят (сбоку) клеймо — номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. • Коленчатый вал и маховик двигателя. Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунам, и преобразует их в крутящий момент. Чтобы обеспечить равномерное чередование рабочих ходов, колена вала у четырехцилиндрового двигателя рас- полагают под углом 180° (рис. 12, а), у шестицилиндрового —под Рис. 12. Формы коленчатого вала двигателей: а — рядного четырехцилиндрового, б — рядного шестицилиндрового, s—V-образного шестицилиндрового, г —V-образного восьмицилиндрового; /— 8 — номера цилиндров
Рис. 13. Коленчатый вал двигателя УЗАМ: / — храповик, 2 — стопорная шайба, 3 — шкив, 4 — передний сальник, 5 — маслоотражатель, 6 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя, 7— звездочка привода газораспределительного механизма, 8 — коленчатый вал, 9 — пробка, 10 — коренные вкладыши, 11 —: прокладка, 12 — крышка заднего сальника, 13 — задний сальник, 14 — стопорная пластина, 15 — маховик, 16 — трубчатые штифты, 17 — крышка коренного подшипника, 18 — упорные полукольца, 19 — крышка среднего коренного подшипника
Средний подшипник фиксирует положение коленчатого вала в I продольном направлении, воспринимая от него осевые нагрузки с помощью двух упорных полуколец, помещенных в выточках крыш-! ки подшипника. На переднем конце коленчатого вала последовательно установлены ведущая звездочка 8 привода газораспределительного механизма, распорная втулка 7, ведущая шестерня 6 привода масляного насоса и распределителя, маслоотражатель 5и шкив ^для ременного привода водяного насоса и генератора. Все детали, кроме распорной втулки, установлены на сегментных шпонках и закреплены храповиком /, ввернутым в передний торец коленчатого вала. Храповик, зафиксированный стопорной шайбой 2, используется для проворачивания коленчатого вала. На заднем конце коленчатого вала расположен чугунный маховик 15 с напрессованным стальным зубчатым венцом для пуска двигателя стартером. Передний и задний концы коленчатого вала, выходящие из блока, уплотнены резиновыми двухкромочными сальниками. Отвод масла из сальников внутрь картера двигателя достигается с помощью маслоотражателя 5 и маслосгонной резьбы, выполненной на задней шейке вала. Коленчатые валы двигателей ВАЗ, МеМЗ и ЗМЗ по конструкции аналогичны коленчатому валу двигателя УЗАМ, но изготовлены из высокопрочного чугуна. 1.2.3. Газораспределительный механизм Назначение газораспределительного механизма — обеспечить своевременное поступление в цилиндры горючей смеси и выпуск отработанных газов, для чего в двигателях предусмотрены соответственно впускные и выпускные клапаны, управляемые кулачками распределительного вала. • Клапаны газораспределительного механизма в двигателях могут иметь нижнее расположение, при котором они размещены в блоке цилиндров, и верхнее — в головке блока цилиндров. В современных двигателях легковых автомобилей применяется верхнее расположение клапанов с размещением распределительного вала в блоке цилиндров (двигатели МеМЗ-968 и ЗМЗ) или в головке блока цилиндров (двигатели УЗАМ, МеМЗ-245, ВАЗ и ЗМЗ-4062.10). Последняя конструкция позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечивает лучшее наполнение цилиндров и упрощает регулировку. Рис. 14. Механизм газораспределения двигателя МеМЗ-245: / — шайба опорная внутренней и наружной пружин, 2, 3 — наружная и внутренняя пружины, 4 — патрубок, 5 — маслоотражательный колпачок клапана, 6 — тарелка пружины клапана, 7— сухари тарелки клапана, 8 — наконечник регулировочного винта коромысла, 9 — коромысло, 10 — гайка, 11 —регулировочный винт коромысла клапана, 12 — ось коромысел, 13 — головка цилиндров, 14 — кулачок распределительного вала, 15 — стопорное кольцо, 16 — направляющая втулка, 17 —клапан, 18 — седло клапана • При расположении распределительного вала в блоке цилинд Когда распределительный вал находится в головке блока цилиндров (двигатели УЗАМ и МеМЗ-245), его кулачки воздействуют на клапаны 17 через специальные рычаги—коромысла 9 (рис. 14) или непосредственно на клапан —двигатель ВАЗ-2108 (рис. 15). В таком газораспределительном механизме нет толкателей и штанг, упрощаются конструкция двигателя, отливка блока цилиндров, уменьшается шум при работе двигателя. • На двигателе ЗМЗ-4062.10 для автомобилей ГАЗ-3102 с непос Рис. 15. Механизм газораспределения двигателя ВАЗ-2108: 1 —крышка головки цилиндров, 2 — кулачок распределительного вала, 3 — регулировочная шайба, 4 — толкатель, 5 — маслоотражательный колпачок, 6 — клапан, 7—свеча зажигания, 8 — направляющая втулка, 9 — стопорное кольцо, 10 — опорная шайба пружины, 11 — внутренняя пружина, 12 — наружная пружина, 13 — тарелка пружины, 14 — сухари; Л — регулировочный зазор цилиндрические гидротолкатели, для которых выполнены направляющие за одно целое с головкой цилиндров. Применение гидравлических толкателей исключает необходимость регулировки зазоров между ними и клапанами. Гидротолкатели выполнены в виде цилиндрического стакана с подводом масла от магистрали в головке цилиндров. • Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого, причем за два оборота коленчатого вала распределительньш совершает один оборот. При размещении распределительного вала в блоке цилиндров привод осуществляется посредством шестерен, одна из которых, обычно шестерня распределительного вала,— текстолитовая. При размещении распределительного вала в головке блока цилиндров привод осуществляется ременно-зубчатой или цепной передачей. В двигателях ВАЗ-2105, -2108 и МеМЗ-245 распределительный вал в головке блока цилиндров приводится но вращение зубчатым ремнем (рис. 16), связывающим ведущий шкив '/коленчатого вала и ведомый шкив 9, укрепленный на распреде-пительном валу. Чтобы обеспечить правильные фазы газораспределения двигателя—моменты открытия и закрытия клапанов, установочные метки CvlD шкива коленчатого вала и Еи /'распределительного вала должны совпадать и быть ориентированы, как показано на рис. 16. Если распределительный вал правильно соединен ремнем или цепью с коленчатым валом, то в том положении, когда поршень 1-го цилиндра при такте сжатия находится ВВ. М. Т. (оба клапана 1-ГО цилиндра Рис. 16. Схема привода механизма закрыты, и метка в. м. т. на шкиве газораспределения двигателя ВАЗ-коленчатого вала расположена про- . 1 — шкив коленчатого вала, 2 — ремень ТИВ уСТаНОВОЧНОГО ШТИфта на НИЖ- вентилятора, 3..5, 8 — нижняя.средняя и ПСИ КрЫШКе ПрИВОДа ГазораС- верхняя защитные крьшки, 4 — зубчатый ч шкив коленчатого вала, 6 — болты креп- ПредеЛИТеЛЬНОГО Механизма), рИСКа лет,я кронштейна натяжного ролика, 7— на фланце распределительного вала натяжнои р°лик. 9 —шкив распределительного вала, 10 — зубчатый ремень, ДОЛЖНа Совпадать С ПРИЛИВОМ — П — кронштейн натяжного ролика, 12 — МеТКОЙ На Передней ОПОре раСПреде- пружина кронштейна, «— шкив валика масляного насоса лительного вала. В двигателях УЗАМ (рис. 17) применен цепной привод газораспределительного механизма. Пластмассовый успокоитель 13 привода, укрепленный на переднем торце блока цилиндров, предназначен для гашения вибраций ведущей ветви цепи. Натяжное устройство, воздействующее на ведомую ветвь цепи, смонтировано на переднем торце головки цилиндров и в верхней крышке привода газораспределительного механизма. Оно состоит из натяжной звездочки 12, двуплечевого рычага 3 на оси 10 с фиксирующим устройством и пружиной 5 для периодической оттяжки цепи с заданным усилием. 2 Вес о легковом автомобиле Рис. 19. Вал промежуточный: / — болт, 2 — пластина стопорная, 3, 4 — звездочки ведущая и ведомая, J — передняя втулка J вала, 6 —вал промежуточный, 7—труба промежуточного вала^<? — гайка, 9 — шестерня! привода масляного насоса, 10 — задняя втулка вала, // — блок, 12 — фланец промежуточного I вала, 13 — штифт, /•/—валик-шестерня головку блока,—из жаростойкого чугуна. На рабочую поверхность j головки выпускных клапанов двигателя наплавляют жаростойкий сплав. Рабочая поверхность головки клапана (фаска) обычно имеет угол 45°. Фаску головки клапана тщательно обрабатывают и притирают к седлу. Чтобы масло не проникало в цилиндр через зазоры между втулкой и стержнем клапана, опорные тарелки пружины впускных клапанов снабжены резиновыми кольцами или маслоотражателями. Стержень клапана имеет выточку, в которую вставляют сухари 7 (см. рис. 14) для крепления тарелки 6 пружины клапана. Стержни клапанов перемещаются в направляющих чугунных'или металло-керамических втулках 16. Клапан прижимается к седлу двумя пружинами, на которых направление витков противоположно, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не могли попасть между витками другой. Для обеспечения плотного закрытия клапана между его стержнем и носком коромысла должен быть зазор. При недостаточном зазоре произойдут неплотная посадка клапанов на седло, утечка газов и обгорание рабочей кромки клапана, при чрезмерном зазоре —неполное открытие клапанов, ухудшение наполнения и очистки цилиндров, увеличение износа сопрягаемых поверхностей. • Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла ионорота коленчатого вала 1 > i носительно мертвых точек. •Разы подбирают опытным путем при конструировании в зависимости от быстроходности двигателя и конструкции его впускной и выпускной систем. Впускной клапан открывается с опережением в конце такта выпуска, когда поршень не доходит до в. м. т. на угол ai (рис. 20), а закрывается с опозданием в начале такта сжатия, когда поршень отойдет от н. м. т. на угол ос2. Раннее открытие и позднее закрытие впускного Рис клапана обеспечивают луч- леи Шее наполнение ЦИЛИНДРОВ а' и «2-углы открытия и закрытия впускного клапана, Pi и Р2 —углы открытия и закрытия вы-за Счет ИНерЦИОННОГО Напора пускного клапана горючей смеси во впускном трубопроводе. Выпускной клапан открывается с опережением в конце такта рабочего хода, когда поршень не доходит до н. м. т. на угол (3i, что позволяет отработавшим газам выходить из цилиндра под собственным избыточным давлением. Закрытие выпускного клапана происходит после прохождения поршнем в. м. т. на угол Рг в начале такта впуска, что обеспечивает лучшую очистку цилиндров, так как отработавшие газы в это время еще продолжают выходить из цилиндра по инерции. Угол поворота коленчатого вала, т. е. суммарный угол (ai + (З2), на протяжении которого оба клапана в цилиндре открыты, называется перекрытием клапанов. Фазы газораспределения некоторых моделей двигателей легковых автомобилей приведены в табл. 3. Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называют порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров, шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала. У четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя такты чередуются через 180° в порядке 1—3—4—2 (УЗАМ, ЗАЗ, ВАЗ, ЗМЗ-4062.10) или 1—2— 4—3 (ЗМЗ-402, -4021). Полный рабочий цикл двигателей с порядком работы 1—3—4—2 приведен в табл. 4.
Рис. 21. Основные размеры сопряженных деталей двигателя
Номинальные, а также ремонтные размеры основных сопряжений кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов двигателей легковых автомобилей приведены в табл. 5, а их условные обозначения —на рис. 21. 1.2.4. Система охлаждения В автомобилях предусмотрено охлаждение двигателя, поскольку температура газов в камере сгорания в момент воспламенения смеси превышает 2000° С, что при отсутствии искусственного охлаждения вызвало бы сильный нагрев и разрушение деталей. Поддержание правильного температурного режима оберегает двигатель от износа и делает его работу экономичной. Наиболее выгодный температурный режим —85— 100° С. Он поддерживается с помощью термостата, вентилятора, а также заслонок и жалюзи, управляемых водителем. Таблица 5. Основные размеры сопряженных деталей двигателей
* Номинальный размер при изготовлении разбит на 5 групп (А, Б, В, Г, Д) с чередованием ** Номинальный размер при изготовлении разбит на 3 группы через 0,05 мм с маркировкой краской. *** Коленчатые валы двигателей 2103 и 2106 имеют радиус кривошипа (расстояние между осями шатунных и коренных подшипников на 7 мм больше по сравнению с двигателями соответственно 2101 и 2105). На большинстве моделей легковых автомобилей (за исключением автомобилей ЗАЗ-968) применена закрытая жидкостная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией. В качестве жидкости используется вода или антифриз, не замерзающий при температуре —40° С. • Жидкостная система охлаждения (рис. 22) состоит из рубашки, Для компенсации изменения объема и давления охлаждающей жидкости установлен расширительный бачок 8. На автомобилях ГАЗ-24 для управления работой вентилятора используют электромагнитную муфту, включающуюся автоматически, на некоторых автомобилях применен электровентилятор, который управляется термодатчиком, устанавливаемым в радиаторе. Для контроля температуры воды предусмотрен датчик указателя температуры, ввернутый в рубашку охлаждения блока или головки цилиндров. **** На двигателе МеМЗ-968 коленчатый вал дополнительно имеет следующие сопряжения: «•«УЗАМ-3317 и УЗАМ-3313. • Радиатор (рис. 23) предназначен для охлаждения горячей жидкости, выходящей из рубашки охлаждения двигателя. Он состоит из двух бачков, соединенных между собой тремя-четырьмя рядами латунных или алюминиевых трубок. Поперечно или вертикально расположенные пластины придают радиатору жесткость и увеличивают поверхность охлаждения. На автомобилях ГАЗ применяют трубчато-ленточный, а на автомобилях ВАЗ и «Москвич» — трубчато-пластинчатый радиатор. Бачки радиаторов на последних моделях автомобилей пластмассовые. Жалюзи 10 (см. рис. 22) створчатого типа предназначены для изменения количества воздуха, проходящего через радиатор. Радиаторы закрытых систем охлаждения не имеют заливных горловин, и жидкость заливают через расширительный бачок, предварительно сняв пробку. Пробка расширительного бачка автомобиля ВАЗ-2108 (рис. 24) имеет выпускной клапан, открьгвающийся при давлении паров 0,12 МПа, благодаря чему повышается температура закипания жидкости до 110... 112° С.
1, 3 — пружины выпускного и впускного клапанов, 2, 4 — впускной и выпускной (паровой) клапаны, 5 —латунный блок клапанов, 6 — заливная горловина расширительного бачка При охлаждении или сливе жидкости.давление в системе понижается и через впускной клапан в систему подсасывается атмосферный воздух. Давление начала открытия впускного клапана, как правило, составляет 0,3...1,3 КПа.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|