Устройство и принцип работы кривошипно-шатунного механизма двигателя

Порядок работы цилиндров двигателя зил 131

Правильная уста­новка зажигания на автомобиле имеет важное значе­ние при эксплуатации его. Неправильно установленное зажигание ведет к перерасходу топлива

Слишком позднее зажигание приводит к потере приемистости двигате­ля и медленному разгону автомобиля.

При раннем зажигании возникает детонационное сго­рание, что приводит к снижению мощности двигателя и быстрому износу деталей кривошипно-шатунного ме­ханизма.

Последовательность выполнения работы:

• Снять крышку прерывателя-распределителя и ротор.
• Прове­рить и при необходимости отрегулировать зазор в кон­тактах прерывателя.
• Поставить ротор на место.
• Установить стрелку октан-корректора на нулевое деление.
• Отсоединить трубку вакуумного регулятора.
• Установить поршень первого цилиндра в в. м. т. при такте сжатия. Для этого:

а) вывернуть свечу первого цилиндра;

б) закрыть отверстие под свечу пальцем и, по­ворачивая коленчатый вал пусковой рукояткой, опреде­лить начало сжатия воздуха поршнем в цилиндре;

в) совместить метку на шкиве коленчатого вала с указа­телем (рис. 1).

• Включить зажигание.
• Повернуть прерыватель-распределитель по часо­вой стрелке до замыкания контактов прерывателя.
• Подключить один провод переносной лампы к клемме тока низкого напряжения прерывателя-распре­делителя, а другой к его корпусу.
• Медленно поворачивая корпус прерывателя-рас­пределителя против часовой стрелки, установить контак­ты на начало размыкания.
• Остановить вращение корпу­са в момент вспыхивания лампочки.
• Закрепить корпус прерывателя-распределителя, ус­тановить ротор, поставить на место крышку и провода высокого напряжения.
• Подсоединить провода высокого напряжения к свечам зажигания.
• Проверить точность установки зажигания. Для этого:

а) прогреть двигатель до температуры воды в си­стеме охлаждения 80—85° С;

б) двигаясь на автомобиле по ровному участку дороги на прямой передаче со скоростью 25—30 км/ч, нажать до отказа на педаль управления дросселями и разогнать его до скорости 60 км/час.

г) прослушать работу двигателя.

Технические условия.

Провода высокого напряжения должны соединять боковые выводы крышки распреде­лителя со свечами зажигания, согласно порядку работы двигателя (1—5—4—2—6—3—7—8) с учетом того, что ротор вращается по часовой стрелке.

Рис. 1. Установка поршня первого цилиндра в в. м. т.:

1 — пусковая рукоятка; 2 — храповик; 3 — шкив; 4 — метки на шкиве; 5 — ука­затель установки зажигания.

Регулирование зажигания на двигателе ЗИЛ-130 про­водят в такой последовательности :

• устанавли­вают поршень первого цилиндра в в. м.т. на такте сжа­тия; для этого пусковой рукояткой поворачивают колен­чатый вал до совмещения метки на шкиве с меткой на указателе установки зажигания.
• поворачивают ко­ленчатый вал против часовой стрелки до совмещения метки на шкиве коленчатого вала с риской 9° на указа­теле установки зажигания.
• ослабляют болт крепления верхней пластины октан-корректора и включают зажига­ние.
• корпус прерывателя-распределителя поворачивают против часовой стрелки и устанавливают его контакты на начало размыкания (в момент размыкания контактов засветится контрольная лампа).
• затягивают болт креп­ления верхней пластины октан-корректора и присоеди­няют трубку к вакуумному автомату.

Доводку установки зажигания выполняют на ходу автомобиля. Для этого разгоняют его с 30 до 60 км/ч и резким нажатием на педаль дросселя полностью от­крывают дроссельную заслонку. Признаком правильной установки зажигания являют­ся легкие детонационные стуки, которые при снижении скорости до 45 км/ч исчезают. При раннем зажигании прослушиваются резкие детонационные стуки, при позд­нем— отсутствуют. В этом случае установку зажигания корректируют перемещением стрелки верхней пластины.

Рис. Указатели для установки зажигания:

А — на двигателе ЗМЗ-ЗЗ; б — на двигателе ЗИЛ-130; в — включение переносной лампы при установке зажигания.

Источник

Головка блока цилиндров

Цилиндр сверху закрыт головкой.

Головка цилиндра вместе с боковыми, стенками цилиндра образует замкнутое пространство, в котором происходит рабочий цикл двигателя. Со стороны, обращенной к цилиндру, в головке выполняется особой формы полость, образующая камеру сгорания.

Так как цилиндры двигателя отливаются в виде одного блока, то и их головки изготовляются в виде общей отливки, называемой головкой блока цилиндров. Материалом для головок блока цилиндров служит обычно серый чугун или алюминиевые сплавы. Головка, изготовленная из алюминиевого сплава, обладает повышенной теплопроводностью. Установка такой головки приводит к снижению температуры рабочей смеси в цилиндрах двигателя в конце такта сжатия, позволяет превысить степень сжатия и, следовательно, мощность двигателя, не нарушая нормального режима работы двигателя.

Головка блока цилиндров и блок цилиндров соединяются посредством болтов и шпилек. Между блоком цилиндров и их головкой устанавливается прокладка, предотвращающая пропуск газов и протекание охлаждающей жидкости в местах стыка.

Конструкция блока цилиндров и головки блока в большой степени зависит от типа и расположения механизма газораспределения. Если применяется клапанный механизм газораспределения с нижним расположением клапанов в блоке цилиндров, то в конструкции блока предусматривается клапанная коробка с каналами для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов и со сверлениями для направляющих втулок клапанов. Если применяется клапанный механизм с верхним расположением клапанов (подвесные клапаны), то клапаны, их направляющие втулки, впускные и выпускные каналы размещаются в головке блока цилиндров.

Обслуживание раздаточной коробки автомобиля ЗИЛ-131

Обслуживание раздатки состоит из:

• ЕО – ежедневного обслуживания;
• регламентных ТО – технических обслуживаний, ТО-1 и ТО-2, предусмотренных заводом изготовителем;
• сезонного ТО – СО (сезонного обслуживания).

ЕО заключается в предрейсовом визуальном осмотре основных агрегатов грузовика. Также следует провести осмотр поверхности земли под двигателем, коробкой скоростей, раздаткой, передним и задними мостами на наличие пятен от течи смазки.

При ТО-2 происходит проверка надежности крепления раздатки к силовому каркасу автомобиля, прочистка сапуна вентиляции раздатки.

Смена масла в раздаточной коробке проводится согласно карте смазки. Масло, применяемое для РК – всесезонное ТСп-15. При эксплуатации автомобиля при температурах -30 0 С и ниже применяется смазка ТСп–10.

Слив масла из раздатки производится выворачиванием резьбовой пробки (38, см «разрез» РК). Заливка смазки ведется через маслоналивное отверстие, при вывернутой пробке (39).

Устройство кривошипно-шатунного механизма

К кривошипно-шатунному механизму относятся: блок цилиндров с головкой, поршни с кольцами, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, маховик и картер.

Блок и головка цилиндров

Рис. 1 Блок цилиндров двигателя

Наиболее крупными и сложными деталями кривошипно-шатунного механизма являются блок цилиндров и его головка. Они имеют сложную форму, поэтому их изготовляют литьем из алюминиевого сплава АЛ4 или чугуна. Между ними для герметизации стыка устанавливают металлоасбестовые прокладки. Спереди (а иногда и сзади) так же через прокладку к блоку крепится крышка распределительных шестерен. Все остальные детали кривошипно-шатунного механизма расположены блоке цилиндров и их обычно соединяют в несколько групп.

Блок цилиндров является основной деталью двигателя, к которой крепятся все остальные детали и механизмы.

1. За одно целое с блоком отлита верхняя часть картера.

В отливе блока цилиндров выполнены рубашка охлаждения, окружающая цилиндры, постели два коренных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала, а также места для установления других узлов и приборов.

В блоках цилиндров установлены вставные гильзы, омываемые охлаждающей жидкостью и получившие название мокрых. Внутренняя поверхность их служит направляющей для поршней. Гильзы растачивают под требуемый размер и шлифуют. Уплотнение гильз в блоке осуществляется с помощью резиновых колец или прокладок. Для увеличения износостойкости гильз цилиндров в их верхней части запрессовывают короткие тонкостенные вставки из износостойкого, антикоррозийного чугуна.

Поддон картера является резервуаром для моторного масла и предохраняет картер двигателя от попадания пыли и грязи. Поддон штампуют из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Поддон крепится болтами или шпильками. Между поддоном и картером устанавливаются маслобензостойкие прокладки.

Рис. 2 Детали поршневой группы

В поршневую группу входят поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы.

Поршень представляет собой металлический стакан, днищем обращенный вверх. Он воспринимает давление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Отлиты поршни из алюминиевого сплава.

Поршень с кольцами и пальцем

Поршень – это небольшая цилиндрическая деталь, изготовленная из алюминиевого сплава. Его основным назначением является преобразование давления выделяемых газов в поступательное движение, передаваемое в шатун. Возвратно-поступательное движение обеспечивается за счет гильзы.

Поршень состоит из юбки, головки и дна (днища). Дно может иметь разную форму (выпуклую, вогнутую или плоскую), в нем содержится камера сгорания. На головке расположены небольшие канавки для поршневых колец (маслосъемных и компрессионных).

Кольца компрессионного типа предотвращают возможное попадание газов в двигательный картер, а кольца малосъемного типа предназначены для удаления лишнего масла со стенок цилиндра.

Юбка оснащена специальными бобышками с отверстиями, для установления поршневого пальца, соединяющий поршень и шатун.

Шатун

Шатун – еще одна деталь КШМ, которая изготавливается из стали методом штамповки или ковки, оснащенная шарнирными соединениями. Шатун предназначен для передачи энергии движения от поршня к валу.

Шатун складывается из верхней, разборной нижней головки и стержня. Верхняя головка соединяется с поршневым пальцем. Нижнюю разборную головку можно соединять с шейкой вала с помощью крышек (шатунных).

Кривошип (колено)

К любому кривошипу (колено) крепится шатун поршня. Зачастую кривошип располагается от оси шеек в определенном радиусе, что определяет ход поршня. Именно эта деталь дала название кривошипно-шатунному механизму.

Коленчатый вал

Еще одна подвижная деталь механизма сложной конфигурации, изготовленная из чугуна или стали. Основным назначением вала является преобразование поступательного поршневого движения поршня во вращательный момент.

Коленчатый вал складывается из шеек (коренных, шатунных), щек (соединяющих шейки) и противовесов. Щеки создают равновесие при работе всего механизма. Внутри шейки и щеки оснащены небольшими отверстиями, через которые под давлением происходит подача масла.

Маховик

Маховик, как правило, установлен на конце вала. Изготавливается из чугуна. Маховик предназначен для повышения равномерного вращения вала для запуска двигателя с помощью стартера.

В настоящее время чаще применяются маховики двухмассового типа – два диска, которые достаточно плотно соединены между собой.

Блок цилиндров

Это неподвижная деталь КШМ, которая изготавливается из чугуна или алюминия. Блок предназначен для направления поршней, именно в них осуществляется весь рабочий процесс.

Блок цилиндров может быть оснащен рубашками охлаждения, постелями для подшипников (распределительного и коленчатого вала), точкой крепления.

Головка цилиндров

Эта деталь оснащена камерой сгорания, каналами (впускными и выпускными), отверстиями для свечей зажигания, втулками и седлами. Головка цилиндров изготавливается из алюминия.

Как и блок, головка также имеет рубашку охлаждения, которая соединяется с рубашкой цилиндра. А вот герметичность этого соединения обеспечивается специальная прокладка.

Закрывается головка небольшой штампованной крышкой, при этом между ними устанавливается резиновая прокладка, устойчивая к воздействию масел.

Поршень, гильза цилиндров и шатун образуют то, что автомобилисты обычно называют цилиндр. Двигатель может иметь от одного до 16, а иногда и больше цилиндров. Чем больше цилиндров, тем больше общий рабочий объем двигателя и, соответственно, тем больше его мощность. Но нужно понимать, что при этом одновременно с мощностью растет и расход топлива. Цилиндры в двигателе могут располагаться по различным компоновочным схемам:

• рядная (оси всех цилиндров располагаются в одной плоскости)
• V-образная компоновка (оси цилиндров располагаются под углом 60 или 120 градусов в двух плоскостях)
• оппозитная компоновка (оси цилиндров располагаются под углом 180 градусов)
• VR-компоновка (аналогично V-образной, но плоскости располагаются под небольшим углом относительно друг друга)
• W-образная компоновка представляет собой совмещение на одном коленчатом валу двух VR-компоновок, расположенных V-образно со смещением относительно вертикали

От компоновочной схемы зависит балансировка двигателя, а так же его размер. Наилучшей балансировкой обладает оппозитный двигатель, однако он редко используется на автомобилях из-за конструктивных особенностей.

Так же отличным балансом обладает рядный шестицилиндровый двигатель, но его применение на современных автомобилях практически невозможно из-за его громоздкости. Наибольшее распространение получили V-образные и W-образные двигатели из-за наилучшего сочетания динамических характеристик и конструктивных особенностей.

Поршневая группа

Поршневая группа включает в себя поршень, поршневые кольца, поршневой палец с фиксирующими деталями. Поршень воспринимает усилие расширяющихся газов при рабочем ходе и передает ею через шатун па кривошип коленчатого вала; осуществляет подготовительные такты; уплотняет над поршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного материала.

Коренные подшипники

Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.

Маховик

Маховик служит для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, накопления энергии во время рабочего хода поршня, необходимой для вращения вала в течение подготовительных тактов, и вывода деталей КШМ из ВМТ (верхней мертвой точки) и НВТ (нижней мертвой точки). В многоцилиндровых двигателях маховик является, в основном, накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска двигателя и обеспечения плавного трогания автомобиля с места.

Маховики отливают из чугуна в виде лиска с массивным ободом и проводят его динамическую балансировку в сборе с коленчатым валом. На ободе маховика имеется посадочный поясок для напрессовки зубчатого венца для электрического пуска стартером. На цилиндрической поверхности маховика находятся метки или маркировочные штифты и надписи, определяющие момент прохождения ВМТ поршнем первого цилиндра. На торцевую рабочую поверхность опирается фрикционный диск сцепления. Для крепления его кожуха имеются резьбовые отверстия. Маховик центрируют по наружной поверхности фланца с помощью выточки, а положения его относительно коленчатого вала фиксируют установочным штифтом или несимметричным расположением отверстий крепления маховика.

Поршни

Форма и конструкция поршня, включая днище поршня и отверстие под поршневой палец, в значительной степени определяются формой камеры сгорания.

Устройство шатуна

Устройство КШМ автомобиля.

1 — стопорное кольцо, 2 — поршневой палец, 3 — маслосьемные кольца, 4 — компрессионные кольца, 5 — камера сгорания, 6 — днище поршня, 7 — головка поршня: 8 — юбка поршня; 9 — поршень: 10 — форсунка; 11- шатун; 12 — вкладыш; 13 — шайба , 14 — длинный болт; 15 — короткий болт; 16 — крышка шатуна, 17 — втулка шатуна; 18 — номер на шатуне; 19 — метка на крышке шатуна; 20 — шатунный болт.

Поршень состоит из головки поршня и направляющей части — юбки поршня. С внутренней стороны имеются приливы — бобышки с гладкими отверстиями под поршневой палец. Для фиксации пальца в отверстиях проточены канавки под стопорные кольца. В зоне выхода отверстий на внешних стенках юбки выполняются местные углубления, где стенки юбки не соприкасаются со стенками цилиндров. Таким образом получаются так называемые холодильники. Для снижения температуры нагрева направляющей поршня в карбюраторных двигателях головку поршня отделяют две поперечные симметричные прорези, которые препятствуют отводу теплоты от днища.

Нагрев, а следовательно, и тепловое расширение поршня по высоте неравномерны. Поэтому поршни выполняют в виде конуса овального сечения. Головка поршня имеет диаметр меньше, чем направляющая. В быстроходных двигателях, особенно при применении коротких шатунов, скорость изменения боковой силы довольно значительна. Это приводит к удару поршня о цилиндр. Чтобы избежать стуков, при перекладке поршневые пальцы смещают на 1,4—1,6 мм в сторону действия максимальной боковой силы, что приводит к более плавной перекладке и снижению уровня шума.

Головка поршня состоит из днища и образующих ее стенок, в которых именно канавки под поршневые кольца. В нижней канавке находятся дренажные отверстия для отвода масла диаметром 2,5—3 мм. Днище головки является одной из стенок камеры сгорания и воспринимает давление газов, омывается открытым пламенем и горячими газами. Для увеличения прочности днища и повышения обшей жесткости головки се стенки выполняются с массивными ребрами. Днища поршней изготовляют плоскими, выпуклыми, вогнутыми и фигурными. Форма выбирается с учетом типа двигателя, камеры сгорания, процесса смесеобразования и технологии изготовления поршней.

Детали кривошипно-шатунного механизма

а — V- образного карбюраторного двигателя; 6 — V-образного дизельного двигателя; в — соединение головки блока цилиндров, гильзы и блока цилиндров двигателя KaМA3-740; 1- крышка блока распределительных зубчатых колес; 2 — прокладка головки блока цилиндров; 3 — камера сгорания, 4 — головка блока цилиндров, 5 — гильза цилиндра; 6 и 19 — уплотнительные кольца, 7 — блок цилиндров; 8 — резиновая прокладка; 9 — головка блока цилиндров; 10 -прокладка крышки; 11 — крышка головки блоки цилиндров; 12 и 13 — болты крепления крышки и головки блока цилиндров; 14 — патрубок выпускного коллектора; 15 — болт-стяжка; 16 — крышка коренного подшипника: 17 — болт крепления крышки коренного подшипника; 17 — стопорное кольцо: 20 — стальная прокладка головки блока цилиндров.

Блок картер

Блок-картер отливают из легированного чугуна или алюминиевых сплавов.Блок-картер разделен на дне части горизонтальной перегородкой. В нижней части в вертикальных перегородках имеются разъемные отверстия крепления коленчатого вала, в верхней гильзы цилиндров. Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами («сухие» гильзы), либо иметь вставные сменные гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые «мокрые» гильзы. Также в блок-картере выполнены гладкие отверстия пол коренные опоры распределительного вала, под толкатели ГРМ, имеются гладкие и резьбовые отверстия и припадочные поверхности крепления деталей и приборов.

Гильзы цилиндров

Гильзы цилиндров являются направляющими для поршня и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий ЦИКЛ, Изготовляют гильзы литьем из специального чугуна. На наружной поверхности имеется одна или две посадочные поверхности крепления гильзы в блоке цилиндров. Внутреннюю поверхность цилиндра подвергают закалке с нагревом ТВЧ и тщательно обрабатывают, получая «зеркальную» поверхность.

Верхняя часть цилиндра наиболее нагружена, так как здесь происходит сгорание рабочей смеси, сопровождаемое резким повышением давления и температуры. Кроме того, в этой зоне происходит перекладка поршня, сопровождаемая ударными нагрузками на стенки цилиндра. Для повышения износостойкости верхней част цилиндров в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53 и ЗИЛ-508.10) применяют пеганки из специального износостойкого чугуна» запрессованные в верхней части цилиндра. Толщина вставки 2—4 мм. высота 40—50 мм. используемый материал — аустенитный чугун.

«Мокрые» гильзы могут быть установлены в блок-картер с центровкой по одному или двум поясам. Первый способ применяется для постановки гильзы в алюминиевые, в юрой — в чугунные блоки. Для уплотнения нижнего центрирующего пояска «мокрых» гильз применяют резиновые кольца гильзы с центровкой по одному нижнему поясу уплотняются одной медной прокладкой под горне нон плоскостью буртика.

Головка блока 

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры и образует верхнюю часть рабочей полости двигателя, в ней частично или полностью размещаются камеры сгорания. Головки блока цилиндров отливают из легированного серого чугуна или алюминисвого сплава. Чаще всего они являются общими для всех цилиндров, образующих ряд. В головках блока цилиндров разметаются гнезда и направляющие втулки клапанов, впускные и выпускные каналы. Их внутренние полости образуют рубашку для охлаждающей жидкости. В верхней части имеются опорные площадки для крепления деталей клапанного механизма, В конструкциях с верхним расположением распределительного вала предусмотрены соответствующих опоры. Для уплотнения стыка головки блока цилиндров и блока цилиндров применяю) сталеасбестовую уплотняющую прокладку, предотвращающую прорыв газов наружу и исключающую проникновение охлаждающей жидкости и масла в цилиндры. В двигателях послушного охлаждения головки блока цилиндров делают ребренными. Причем ребра располагают по движению потока охлаждающего воздуха. Так, чтобы обеспечивался более эффективный теплоотвод.

Поддон картера

Поддон картера закрывает KШМ снизу и одновременно является резервуаром для масла. Поддоны изготовляют штамповкой из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Внутри поддонов могут выполняться лотки и перегородки, препятствующие перемещению и взбалтыванию масла при лвижении автомобиля по неровным дорогам, Привалочная поверхность, стыкующаяся с блок-картером, имеет от-бортовку металла и усиливается для придания жесткости стальной полосой, приваренной по периметру. В нижней точке поддона приваривается бобышка с резьбовым отверстием, которое закрывают пробкой с магнитом для улавливания металлических продуктов износа, образующихся вследствие изнашивания двигателя.

Коленчатый вал

Преобразование осуществляет с помощь.

Из деталей кривошипно-шатунной группы коленчатый вал имеет наиболее сложную пространственную форму. Несколько коленчатых сочленений выносят оси вращения его сегментов в сторону от основной продольной оси. К этим вынесенным осям крепятся нижние обоймы шатунов. Физический смысл конструкции точно такой же, как и при закреплении оси шатуна на краю маховика. В коленвала «лишняя», неиспользуемая часть маховика изымается и заменяется противовесом. Это позволяет существенно сократить массу и габариты изделия, повысить максимально доступные обороты.

Основные части, из которых состоит коленвал, следующие:

• Шейки. Служат для крепления вала в кронштейнах картера и шатунов на валу. Первые называют коренными, вторые — шатунными.
• Щеки. Образуют колена, давшие узлу свое название. Вращаясь вокруг продольной оси и толкаемые шатунами, преобразуют энергию продольного движения поршневой группы во вращательную энергию коленвала.
• Фронтальная выходная часть. На ней размещен шкив, от которого цепным или ременным приводом крутятся валы вспомогательных систем мотора- охлаждения, смазки, распределительного механизма, генератора.
• Основная выходная часть. Передает энергию трансмиссии и далее — колесам.

Тыльная часть щек, выступающая за ось вращения коленвала, служит противовесом для основной их части и шатунных шеек. Это позволяет динамически уравновесит вращающуюся с большой скоростью конструкцию, избежав разрушительных вибраций во время работы.

Для изготовления коленвалов используются отливки из легких высокопрочных чугунов либо горячие штамповки (поковки) из упрочненных сортов стали.

Конструкции шатунов

Шатуны различают по форме сечения стержня шатуна: двутавровые (применяются чаще всего), круглые, ромбические

Вторые обычны в судовых двигателях, по сверлению внутри подаётся смазка или охлаждение; третьи – в гоночных моторах с большой частотой вращения, где важно улучшение аэродинамики. Простые шатуны тихоходных механизмов имеют сечение прямоугольной формы

По форме кривошипной головки шатуны бывают простые, прицепные и вильчатые (вторые характерны для звездообразных и V-образных двигателей, вильчатые применяются в некоторых V- и W-образных двигателях). Ввиду более высоких газовых сил, при равном диаметре цилиндра необходимое сечение дизельного шатуна оказывается больше, поэтому дизельные шатуны тяжелее. Шатун испытывает сложное знакопеременное нагружение и рассчитывается отдельно по каждому своему элементу.

В нижней головки шатуна чаще всего установлен подшипник скольжения, имеющий сменный вкладыш с антифрикционным сплавом из свинцовистой бронзы (в дизелях, работающих на грязном по сере топливе), алюминиево-оловянным сплавом (чаще всего) или даже серебром (звездообразные быстроходные). Верхняя головка шатуна традиционно имеет бронзовую втулку, чаще всего со сверлением для подачи масла от подшипника нижней головки. Однако в двигателях с фиксацией поршневого пальца в шатуне (ранние модели ВАЗ) верхний шатунный подшипник отсутствует – нет ни втулки, ни роликов. Смотря по форсировке двигателя, шатуны могут иметь отверстие в кривошипной головке для подачи масла на гильзу цилиндра.

Некоторые конструкции имеют подшипники качения в нижней и даже верхней головке шатуна, в этих случаях внутренняя поверхность шатуна закаливается. Такой шатун не имеет вкладышей и ремонтных размеров, при износе меняют обойму с роликами, по результатам обмеров – шатун и/или коленчатый вал. Применение – быстроходные двигатели с воздушным охлаждением, двигатели с кривошипно-камерной продувкой – то есть те, в которых труднее обеспечить достаточное количество масла под давлением. Но наибольшее распространение имеют обычные со втулками и плавающим пальцем.

Разъёмные нижние головки шатунов могут быть прямыми, косыми (разъём под углом, для увеличения допустимого диаметра шейки). Соединение головок – болтовое, реже штифтами. В ранних конструкциях шатунные гайки контрились отгибными шайбами или проволокой. Половинки нижней головки шатуна должны точно, без сдвига прилегать друг другу, для чего применяют центрирование по шатунным болтам, зубцы или соединение шипом с последующей мехобработкой отверстия. В последние годы активно применяют разламываемые шатуны – у них разъёмную головку получают раскалыванием после глубокого охлаждения. Этим достигается максимальная точность при минимальной себестоимости. В случае применения вкладышей, последние удерживаются от проворота своими “усами”, попадающими в паз головки. Крышки подшипников в любых моделях двигателей нельзя путать между собой.

На циклическую прочность шатуна влияет радиус перехода, угол заделки верхней головки шатуна, а также качество поверхности всей детали. Для создания сжимающих напряжений шатуны часто подвергают дробеструйной обработке (после объёмной закалки и отпуска), авиационные обычно полировали.

В качестве материала применяют обычно легированную (45Г2, 12ХН3А, 18ХНВА,…) или углеродистую сталь достаточной прокаливаемости: чем больше толщина сечения, тем более легированную сталь приходится применять. Для малоразмерных автомобильных двигателей обычным является применение селектированной по углероду закалённой стали; в тихоходных механизмах шатуны имеют большие сечения, и для увеличения 90% прокаливаемости возрастающее количество легирующих элементов недопустимо увеличивает их стоимость. Поэтому шатуны судовых ДВС изготавливают из нормализованной углеродистой стали типа Ст5 (Сталь 30, 35, 40).

Шатуны в одном двигателе подбирают по массе. Причём желательно подгонять отдельно массы верхней и нижней головки, используя для подпиливания приливы на крышке и верхней головке. Однако некоторые механики предпочитают более лёгкий путь – при ремонте взвесить новые шатуны и поршни, выстроить по весу одни по возрастанию, а вторые по убыванию, потом соединить. Так масса поршневого комплекта легко и просто получается почти одинаковой.

Рисунок 1.1.3 — Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-236

На рисунке 1.1.4 приведен коленчатый вал двигателя автомобиля КамАЗ-740. В данном коленчатом вале в шатунных имеются грязеуловительные полости 2, для дополнительной центробежной очистки масла. Грязеуловительные полости устанавливаются на коленчатых валах у большинства дизельных двигателей. Коленчатый вал данного дизеля не имеет фланцев для крепления маховиков, также как и коленчатый вал двигателя ЯМЗ-236. Шатунные шейки коленчатого вала располагаются так, чтобы одноименные такты (например, такты расширения) в различных цилиндрах двигателя проходили через равные промежутки (по углу поворота коленчатого вала) а силы инерции, возникающие в цилиндрах, взаимно. Если расположение колен коленчатого вала не обеспечивает взаимного уравновешивания сил инерции и создаваемых ими моментов, то на таких коленчатых валах устанавливают противовесы или оборудуют двигатели специальными уравновешивающими механизмами. Диаметр шатунной шейки 80 мм а коренной 95 мм. От осевого смешения коленчатые валы дизелей удерживаются двумя парами упорных полуколец из бронзы или сталеалюминия установленных в выточках задней коренной опоры.

Технические характеристики

В процессе доработок сложились следующие ТТХ ЗИЛ 131:

• вес — 10425 кг;
• грузоподъемность — 5000 кг;
• площадь кузова — 8,2 кв.м;
• объем кузова (бортового) — 6,6 куб.м;
• максимальная скорость — 80 км/ч;
• КПП — механическая, 5-ти ступенчатая;
• колесная формула — 6×6.

Габаритные размеры:

• длина – 7040 мм;
• ширина – 2500 мм;
• высота – 2480 мм (с тентом – 2970 мм);
• дорожный просвет – 330 мм;
• радиус разворота – 10800 мм.

Машина преодолевает броды глубиной до 1,4 м и может двигаться в гору с уклоном до 30 градусов. Она оснащена двумя топливными баками по 170 л.

Двигатель

Двигатель ЗИЛ 131 — карбюраторный, 8-ми цилиндровый, с V-образным расположением цилиндров. Как и многие другие технические узлы, он был унифицирован с гражданской версией 130. Двигатель имел объем 6 литров и развивал мощность до 150 л. с. В отличие от гражданской версии, армейская получила еще предпусковой подогреватель, который обеспечивал надежный запуск мотора в сильные морозы. Клапаны расположены сверху. Охлаждение — жидкостное. Тип двигателя — четырехтактный.

Трансмиссия и тормоза

Основными деталями трансмиссии являются сцепление, КПП, раздаточная коробка, карданная передача, главные передачи, дифференциалы и привод ведущих колес. 131-й имеет два ведущих моста, и, стало быть, два «набора» из главной передачи, дифференциала и привода. Средний мост называется проходным, так как обеспечивает передачу вращения с переднего моста на задний. Передний мост включался автоматически за счёт электропневматического механизма.

На этом автомобиле устанавливается фрикционное, сухое сцепление с одним диском. Это значит, что крутящий момент передается за счет трения между дисками. При этом рабочие поверхности дисков должны быть сухими. Это отличает их от конструкций, расположенных в масляных ванных. Сжатие дисков обеспечивается пружинами, расположенными по периферии. Ведомый диском оснащен гасителем колебаний и механическим приводом

Важно отметить, что сцепление было приспособлено для преодоления автомобилем водных преград. Чтобы вода не попала в механизм, все стыки в картере герметизированы пастой

Также в нижней крышке предусмотрена глухая пробка, дополнительно защищающая картер от попадания жидкости.

КПП устанавливалась пятиступенчатая, синхронизированная. Её дополняла двухступенчатая раздатка. КПП была одним из наиболее прочных и надежных узлов автомобиля и служила без поломок до 300 тыс. км пробега.

Ходовая часть и подвеска

Ходовую часть автомобиля составляют рама, оси, передняя и задняя подвески, колеса с шинами. В основе конструкции — сварная стальная рама, изготовленная из двух продольных и нескольких поперечных балок. Рама служит основой для основных агрегатов и узлов. В частности, на ней расположены кронштейны, к которым крепятся крылья, подножки, топливный бак, детали подвески и т. д.

Кабина

Кабина получилась достаточно просторной, с тремя местами (для водителя и двух пассажиров). Приборная панель отражает информацию об уровне топлива, температуре масла и охлаждающей жидкости, скорости и пройденном пути.

Стекло — панорамное, разделенное на две части. С этой деталью было связано много споров. Дизайнеры выбрали для кабины гнутое панорамное лобовое стекло. Однако довольно быстро выяснилось, что это было не лучшее решение для военного грузовика. Использование гнутых стекол затрудняло ремонт в полевых условиях. Нужно было где-то хранить и перевозить такие стекла. Испытания показали, что использование плоских стекол не только решила бы проблему эксплуатации, но и существенно улучшило бы качество теплоизоляции. Однако замена остекления стоила столько, что Минбороны отказалась от этой идеи.

ЗИЛ рассчитан на езду в различных дорожных условиях

Расход топлива

Расход топлива составляет до 40 л на 100 км. Учитывая, что общий объем топливного бака ЗИЛ 131 составляет 340 л, одной полной заправки хватит на 800 км при движении с полной нагрузкой.

Двигатель ЗИЛ-130 и его устройство

Завод имени Лихачева выпускает грузовой автомобиль ЗИЛ-130 и на его базе разные модификации. Автомобиль оборудуется многоцилиндровым карбюраторным двигателем ЗИЛ-130 мощностью 150 л/с, обеспечивает движение автомобиля со скоростью 90 км/ч. О конструктивных особенностях двигателя расскажу я.

В двигателе 8 цилиндров расположенные V образно в 2 ряда под углом 90 градусов, уменьшают его длину и дают возможность удобно и доступно разместить на двигателе его внешнее оборудование. С правой стороны на двигателе установлен масленый насос и генератор. С левой стороны бачек, насос гидроусилителя руля, маслоуказатель и стартер.

В развале между цилиндрами расположен карбюратор, топливный насос, воздушный фильтр, фильтр очистки масла, прерыватель распределитель и впускной трубопровод. Спереди двигатель оснащен водяным насосом, воздушным компрессором, воздушным фильтром, шкивами клиноременной передачи и вентилятором. Основой двигателя является кривошипно-шатунный механизм. Он состоит из колен вала, кривошипа, которого при помощи шатунов соединены с поршнями цилиндров.

Распределительный механизм ЗИЛ-130