КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМЫ ДВИГАТЕЛЯ

2.1. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

На изучаемых автомобилях устанавливают V-образные, четырехтактные двигатели с жидкостным охлаждением. Двигатели 3M3-53-H и ЗИЛ-130 (карбюраторные и газовые) с внешним смесеобразованием и принудительным воспламенением от электрической искры. Двигатель ЗИЛ-645 — дизельный, с внутренним смесеобразованием и воспламенением от соприкосновения с нагретым в результате сильного сжатия воздухом.

Двигатели состоят из кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов и систем охлаждения, смазочной, питания, пуска и зажигания (у карбюраторных двигателей).

Кривошипно-шатунный механизм состоит из неподвижных (блока цилиндров, головки цилиндров, картера, поддона картера) и подвижных (поршней с пальцами и кольцами, шатунов, коленчатого вала с подшипниками, маховика) деталей.

Неподвижные детали. Блок цилиндров 1 (рис. 2.1) является базовой деталью двигателя и представляет собой общую отливку с картером. В верхней части блока имеются отверстия для установки гильз 2 цилиндров, расположенных в блоке в 2 ряда с углом развала 90°, что позволяет на одной шейке коленчатого вала устанавливать по 2 шатуна. Блок цилиндров двигателя 3M3-53-11 отливают из алюминиевого сплава, а двигателей ЗИЛ-130 и -645 — из серого чугуна. Нижняя часть отливки блока цилиндров является картером, в котором имеются постели для установки коленчатого вала и отверстия для распределительного вала.

Гильзы цилиндров 2, устанавливаемые на изучаемых двигателях,— мокрого типа (омываемые водой),'изготавливают из серого легированного чугуна. Уплотнение гильз в нижней части осуществляется медным кольцом (у двигателя 3M3-53-11) или кольцами из маслобензостойкой резины , (у двигателя ЗИЛ-130 2 кольца, у двигателя ЗИЛ-645 — 3: верхнее кольцо с конической наружной поверхностью, нижние — круглого сечения). Для герметизации полостей цилиндров и жидкостной рубашки охлаждения 3 кромки гильз выступают над верхней плоскостью блока на 0,02… 0,09 мм, что обеспечивает необходимое обжатие прокладки головки цилиндров по контурам гильз.

Блок цилиндров

Рис. 2.1. Блок цилиндров V-образного двигателя: а — вид сверху; б — разрез;
1— блок цилиндров; 2 — гильза цилиндра; 3 — рубашка охлаждения; 4 — головка цилиндров; 5 — клапан; 6 — свеча зажигания; 7 — штанга толкателя; 8 — поршень; 9 — шатун; 10 — коленчатый вал

Головки цилиндров 4 выполнены из алюминиевого сплава (у двигателей 3M3-53-11 и ЗИЛ-130) или чугуна (у двигателей ЗИЛ-645) по одной на каждый ряд цилиндров с вставными седлами и направляющими клапанов. Охлаждение головки цилиндров осуществляется жидкостью, циркулирующей во внутренней полости головки, которая вместе с внутренними полостями блока цилиндров составляет рубашку охлаждения 3 двигателя. Крепление каждой головки цилиндров к блоку у двигателя 3M3-53-11 осуществляется на шпильках 18-ю гайками (по 6 на каждый цилиндр), у двигателя ЗИЛ-130 — 17-ю болтами (по 5 на каждый цилиндр), у ЗИЛ-645 — 22-я болтами (по 7 на каждый цилиндр). Сверху головка цилиндров закрывается через прокладку крышкой. На правой крышке двигателя ЗИЛ-645 имеется маслозаливная горловина.

Подвижные детали. Поршни 9 имеют головку, 2 бобышки для установки поршневого пальца и направляющую часть (юбку). На поршне делают кольцевые канавки для установки поршневых колец (рис. 2.2).

Детали шатунно-поршневой группы

Рис. 2.2. Детали шатунно-поршневой группы двигателя ЗИЛ-130:
1 — маслосъемные кольца; 2 и 3 — осевой и радиальный расширители; 4 — чугунная вставка; 5 — компрессионные кольца; 6 — стопорное кольцо; 7 — поршневой палец; 8 — поршень; 9 — шатун; 10 — втулка; 11 — метка; 12 — шатунные вкладыши; 13 — крышка нижней головки шатуна

Поршни отливают из алюминиевого сплава. Направляющая часть поршней — разрезная. При сборке двигателей 3M3-53-11 и ЗИЛ-130 поршень устанавливают разрезом юбки в левую (по ходу автомобиля) сторону. На днище поршней двигателя ЗИЛ-645 имеется стрелка, которая при сборке с шатуном должна быть направлена в сторону, противоположную бобышке на поршневой головке шатуна, а при установке на двигатель должна быть направлена к развалу блока цилиндров.

Поршневые кольца изготовляют из серого чугуна (компрессионные) или стали (маслосъемные). Компрессионные кольца 5 имеют разрезы (замки). На поршнях устанавливаются по 2 (у двигателей 3M3-53-11 и ЗИЛ-645) или 3 (у двигателя ЗИЛ-130) компрессионных кольца и одно маслосъемное. Маслосъемные кольца изготовляют составными с пружинными расширителями: у двигателя ЗИЛ-130 маслосъемное кольцо состоит из двух стальных колец и имеет 2 расширителя — радиальный 3 и осевой 2 (см. рис. 2.2), у двигателя ЗИЛ-645 один расширитель — радиальный. Рабочая поверхность колец имеет хромовое покрытие.

Поршневые пальцы 7 выполняют пустотелыми из стали и закрепляют в бобышках поршней при помощи стопорных колец. Этот способ крепления позволяет поршневому пальцу поворачиваться в головке шатуна и в бобышках поршня (плавающий палец).

Шатуны 9 изготовляют из стали. Состоит шатун из стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. В верхнюю головку запрессовывают втулку. Крышка нижней головки шатуна крепится к нему двумя болтами. Переставлять крышки с одного шатуна на другой нельзя, так как шатуны с крышками обрабатывают совместно.

Коленчатый вал 9 (рис. 2.3) имеет 5 коренных и 4 шатунных шейки, противовесы, фланец для крепления маховика. Осевая фиксация коленчатых валов обеспечивается упорными подшипниками. Противовесы служат для разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил. Для подвода смазки от коренных шеек к шатунным просверлены каналы. На носке вала крепится шестерня привода распределительного вала.

Кривошипно-шатунный механизм

Рис. 2.3. Кривошипно-шатунный механизм: а — детали; б — схема расположения шатунов;
1— болт; 2 — шайба; 3 — шкив; 4 — пылеотражатель; 5 — кольцо манжеты; 6 — маслоотражатель; 7—распределительная шестерня; 8—шестерня привода масляного насоса; 9—коленчатый вал; 10 и 29—вкладыши подшипников нижней головки шатуна; 11 — шатунный болт; 12 — шатун; 13 — поршневой палец; 14 — стопорное кольцо; 15 — поршень; 16 — маслосъемное кольцо; 17 — компрессионные кольца; 18 и 26 — подшипники коленчатого вала; 19 и 24 — упорные подшипники коленчатого вала; 20 — болт крепления маховика; 21 — штифт; 22 — маховик; 23 — фланец крепления маховика; 25 — коренные шейки; 27 — шатунная шейка; 28 — противовесы; 30 — крышка шатуна; 31 — шайба; 32 — гайка

На каждой из четырех шатунных шеек, расположенных под углом 90°, устанавливают по 2 шатуна: один — левого, а другой — правого ряда цилиндров, номера которых указаны на схеме (см. рис. 2.3). Вкладыши подшипников коренных шеек изготавливают из стальной ленты, внутреннюю (рабочую) поверхность которой покрывают тонким слоем антифрикционного сплава. У двигателей 3M3-53-11 и ЗИЛ-130 внутренняя поверхность вкладышей изготовлена из высокооловянистого алюминия. Вкладыши двигателя ЗИЛ-645 — трехслойные, с внутренней поверхностью из свинцовистой бронзы.

Маховик 22 отливают из чугуна и напрессовывают на него стальной зубчатый венец для пуска двигателя стартером. Маховик одновременно служит ведущим диском сцепления.

Крепление двигателя к раме. Двигатель 3M3-53-11 крепится (рис. 2.4,а) к раме автомобиля в четырех точках на упругих опорах. Две передние опоры состоят из кронштейнов 3, привернутых к картеру двигателя, двух резиновых подушек 2 и двух кронштейнов, укрепленных на раме. Задние опоры расположены под приливами картера сцепления на поперечине 6 рамы и состоят из двух резиновых подушек, заключенных в металлические чашки и стянутых болтам 7.

Двигатель 3M3-53-11

Двигатели ЗИЛ-130 и -645 крепятся (рис. 2.4,б и в) к раме автомобиля в трех точках. Передней опорой является кронштейн 3 (рис. 2.4,б), установленный под крышкой распределительных шестерен и крепящийся через резиновые подушки 2 к передней поперечине 6 рамы. Задними опорами являются приливы 5 на картере сцепления (у двигателя ЗИЛ-130) или кронштейны 10 (у двигателя ЗИЛ-645) (см. рис. 2.4,а), которые также через резиновые подушки крепятся к кронштейнам 1 рамы.

Крепление двигателей

Рис. 2.4. Крепление двигателей 3M3-53-1 1(a), 314/1-130(6) и ЗИЛ-645(в) к раме:
1 — кронштейн рамы; 2 — резиновые подушки; 3 — кронштейн передней опоры; 4 — продольная бйлка рамы; 5 — прилив картера сцепления; 6 — поперечина рамы; 7 — болт задней опоры; 8 — болт крепления двигателя; 9 — болт передней опоры; 10 — кронштейн задней опоры; 11 — крышка; 12 — регулировочные прокладки; 13 — башмак