Блок цилиндров, головка, кривошипно-шатунный механизм. Часть 1

Блок цилиндров, головка, кривошипно-шатунный механизм. Часть 1

Часть 1

Детали кривошипно-шатунного механизма дизельных двигателей подвергаются действию высоких давлений и температур, вследствие чего от них требуется повышенная прочность и износостойкость. Повышение прочностных качеств деталей достигается подбором соответствующих материалов и применением наиболее совершенных способов обработки рабочих поверхностей.

Блок цилиндров является базовой деталью двигателя, несущей на себе все его механизмы. Он представляет собой жесткую конструкцию, выполненную в виде тонкостенной отливки из серого легированного чугуна с точно обработанными посадочными местами для установки гильз цилиндров, вкладышей коренных подшипников коленчатого вала и втулок распределительного вала. Блок цилиндров отлит вместе с верхней половиной, картера. Гильзы цилиндров мокрые, т. е. их наружная поверхность омывается охлаждающей жидкостью. Гильзы цилиндров легкосъемные, уплотнены в нижнем поясе двумя резиновыми кольцами, в верхней части они входят своими буртиками в выточки блока и прижимаются головками цилиндров. Для повышения износостойкости гильзы отлиты из специального чугуна, обладающего высокими антикоррозийными качествами. Чтобы обеспечить жесткость конструкции, верхняя часть картера опущена ниже оси коленчатого вала, а наружным стенкам блока придана криволинейная форма.

Повышение прочности установки коленчатого вала достигается расточкой гнезд коренных подшипников в блоке вместе с их крышками. Таким образом эти крышки невзаимозаменяемы и должны быть установлены в строго фиксированном положении.

Для возможности установки на одной шатунной шейке коленчатого вала двух шатунов (по одному из каждого ряда цилиндров) левый ряд цилиндров смещен вперед по отношению к первому (у двигателя ЯМЗ-740 на 29,5 мм).

Полости между стенками водяной рубашки и наружными стенками блока со стороны развала использованы для установки штанг толкателей привода клапанов. Наклонные стенки штанговых полостей вместе с горизонтальной стенкой обеспечивают дополнительную жесткость средней части блока. В приливах к поперечным стенкам водяной рубашки выполнены бобышки для крепления болтов головки цилиндров.

У двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 спереди, а у двигателей ЯМЗ-740 сзади к блоку на болтах крепится литая корытообразная крышка распределительных шестерен. Кроме того, на наружной поверхности блока предусмотрен ряд привалочных поверхностей для крепления деталей и приборов.

Головки цилиндров двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 отливают из низколегированного чугуна отдельно для каждого ряда цилиндров, а у двигателя ЯМЗ-740 — из алюминиевого сплава отдельно для каждого цилиндра.

Головки цилиндров крепятся к блоку шпильками, ввертываемыми в его тело (ЯМЗ-236, ЯМЗ-238), или болтами (ЯМЗ-740). Для уплотнения между головкой цилиндра и блоком устанавливают прокладку из асбостального листа со стальной окантовкой отверстий цилиндров и медной окантовкой водяных отверстий. У двигателя ЯМЗ-740 прокладка стальная со свинцово-цинко- вым покрытием, отверстия для прохода воды и масла и прокладка по контуру имеют формованные резиновые уплотнения.

Головки цилиндров имеют водяную рубашку, сообщающуюся с водяной рубашкой блока цилиндров. Отверстия для воды расположены таким образом, чтобы направить ее поток к наиболее нагреваемым местам.

В головки цилиндров вставлены также форсунки для впрыска топлива. У двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЭ-238 для них предусмотрены стаканы из латуни, у двигателей ЯМЗ-740 гнезда, расположенные со стороны выпуска под углом 210° к оси цилиндра.

В верхней плоскости головок устроены площадки для стоек коромысел, приводящих в движение клапаны. На нижней плоскости головки ЯМЗ-740 выполнена расточка, в которую запрессовано стальное кольцо, плотно прижимающее прокладку и исключающее прорыв газов в этом соединении. Правильная фиксация головки относительно блока цилиндров достигается двумя установочными штифтами. В головку запрессованы седла клапанов из специального чугуна и направляющие металлокерамические втулки, через которые проходят стержни клапанов. Сверху головка цилиндров закрывается алюминиевой крышкой с резиновой прокладкой.

Впускной и выпускной каналы размещены по разным сторонам головки. Впускному каналу придают тангенциально профилированную форму для завихрения потока, поступающего в цилиндр воздуха.

Поршни всех двигателей отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава с высокой теплопроводностью. Внешней форме поршня (рис. 10) придан сложный профиль переменного сечения с меньшим диаметром верхней части (головки) и большим диаметром нижней части (юбки). Зазор, образующийся между верхней частью поршня и стенкой цилиндра, уплотняется компрессионными кольцами 4.

Поршень, кольца и шатун двигателя ЯМЗ-236
Рис. 10. Поршень, кольца и шатун двигателя ЯМЗ-236
1 — канавки для поршневых колец- 2 — бобышки поршня- 3 — маслосъемные кольца с расширителями- 4 — компрессионные кольца- 5 — камера сгорания в днище поршня- 6 — стержень шатуна- 7 — поршневой палец- 8 — верхняя головка шатуна- 9 — вкладыш нижней головки шатуна- 10 — болты, соединяющие крышку со стержнем шатуна

В головке поршня имеются канавки 1 для поршневых колец. У двигателя ЯМЗ-740 в месте расположения верхнего поршневого кольца на поршне установлена вставка из жаропрочного чугуна, имеющего малый коэффициент теплового расширения, благодаря чему уменьшается тепловое расширение поршня.

В средней части поршня расположены бобышки 2 для установки поршневого пальца 7. Ось отверстия в бобышках поршня смещена по направлению вращения кривошипа, что уменьшает силу ударов поршня о стенки гильзы цилиндра в момент, когда поршень переходит в.м.т. в период сгорания.

Расположенные на поршне компрессионные кольца уплотняют зазор между цилиндровой гильзой и поршнем, маслосъемные кольца 3 удаляют лишнее масло со стенок цилиндра. У двигателей ЯМЗ-238 и ЯМЗ-238 установлены три компрессионных и два маслосъемных кольца, у двигателя ЯМЗ-740 - два компрессионных и одно маслосъемное. Сечение компрессионного кольца в виде трапеции предохраняет его от зависания в случае значительного нагарообразования. Для уменьшения износа и улучшения приработки наружная поверхность верхнего кольца имеет пористое хромирование, нижних колец - покрыта тонким слоем олова (ЯМЭ-236 и ЯМЗ-2Э8) или молибденом (ЯМЗ-740).

Часть 2


Возврат к списку