Введение
Данный документ подробно описывает назначение, структуру и
принцип работы кривошипно-шатунного механизма. Перечислены различные
неисправности и методы их диагностики. Для более длительной эксплуатации
представлен список работ, выполненных во время технического обслуживания.
Целью данной курсовой работы является изучение кривошипного
механизма.
Цели этого курса:
1) Изучить назначение, структуру и принцип работы
кривошипного механизма.
2) Рассмотреть возможные неисправности, повреждения и методы
их диагностирования.
3) Изучить, какие работы проводятся по техническому
обслуживанию и ремонту кривошипно-шатунного механизма.
Предмет исследования — кривошипный механизм автомобилей ВАЗ.
Методы исследования — теоретический анализ
специализированной литературы.
Конструкция и особенности установки гильз и поршней дизелей КАМАЗ
Как уже было сказано, в двигателях КАМАЗ применяются «мокрые» гильзы из легированного чугуна. Они изготавливаются метолом центробежного литья, затем дополнительно подвергаются механической и термической обработке. Гильза имеет переменный профиль, который обеспечивает правильную его установку в блок. Гильза устанавливается в специальные расточки блока, для удобной вставки нижняя часть детали выполнена на конус. В верхней части гильзы выполнен опорный бурт, который упирается в блок и обеспечивает центровку детали. Под буртом выполнена канавка для укладки резинового уплотнительного кольца.
Гильза в блоке удерживается как за счет нижней части и бурта, так и за счет усилия, создаваемого головкой блока цилиндров (напомним, что в двигателях КАМАЗ головки индивидуальные для каждого цилиндра). Контакт ГБЦ и верхнего торца гильзы — не прямой, а через два уплотнительных кольца. Одно кольцо вставляется в канаву на нижней плоскости головки, а второе — на уплотнительном бурте гильзы. При этом прокладка между блоком и ГБЦ не заходит на поверхность гильзы.
Благодаря наличию двух уплотнительных колец и прокладки специального профиля обеспечивается необходимый вылет днища поршня из гильзы. Обычно этот вылет составляет 0,6-0,7 мм и при установке новой поршневой группы это всегда следует учитывать.
Поршни двигателя — литые, из алюминиевого сплава, на внешней поверхности обязательно имеют специальное покрытие для приработки. На ранних моделях использовался простой оловянный слой, на современных используются более сложные антифрикционные составы на основе графита и полиамидов. Самая известное покрытие, используемое на КАМАЗовских поршнях — американский состав Molykote.
Поршни имеют сложную конфигурацию. В верхней части (головка) деталь имеет цилиндрический профиль, здесь выполнены три канавки под установку поршневых колец. В нижней части (юбка) поршень переходит в эллипс, причем его большая ось перпендикулярна оси пальца. Внутри поршня отлиты две бобышки, в которых выполнены соосные отверстия для установки пальца. На поверхностях отверстий также имеются канавки для установки стопорных колец.
Днище поршня — плоское, в его центре выполнена фигурная камера сгорания. Эта камера может быть двух типов — с рассекателем (с центральным заостренным возвышением), обеспечивающим лучшее перемешивание горючей смеси, или без него. Также по бокам от камеры сгорания имеются выточки для клапанов, необходимость в них обусловлена тем, что ГБЦ двигателей КАМАЗ плоская и клапаны при открытии опускаются ниже плоскости днища поршня.
В верхнем поясе поршня выполнены три канавки — под 2 компрессионных и 1 маслосъемное кольцо. Канавка верхнего кольца может быть выполнена в усиленной вставке из нирезиста — чугуна, легированного никелем. Компрессионные кольца — чугунные, имеют хромированную поверхность и трапециевидное сечение. Маслосъемное кольцо — неразъемное, коробчатого типа с пружинным расширителем, также изготавливается из чугуна и хромируется. В канавке под маслосъемное кольцо предусмотрен ряд отверстий для слива масла в поддон двигателя.
Поршень устанавливается на шатун с помощью полого стального пальца, который может проворачиваться. Палец имеет длину 95 мм и внешний диаметр 45 мм. В верхней головке шатуна палец вставляется в биметаллическую втулку (с рабочей бронзовой поверхностью), в нижней головке шатуна устанавливаются съемные вкладыши.
Компрессионные и маслосъемные элементы
Поршень комплектуется сальником коленвала КамАЗ 740, а также парой компрессионных колец и одним маслосъемным аналогом. Дистанция от днища до нижней торцевой части верхней канавки 17 мм. Поршневая часть моторов 740/11, 740/13 и 740/14 между собой отличается формой гнезд под кольца, поэтому не является взаимозаменяемой.
Компрессионные элементы сделаны из усиленного, а маслосъемное кольцо — из серого чугуна. На «движке» 740/11 конфигурация поперечного сечения фиксаторов — односторонняя трапеция. При установке верхний наклонный торец размещается со стороны поршневого дна. Рабочая бочкообразная часть кольца покрыта молибденом. На поверхность второго компрессионного и маслосъемного кольца нанесено хромовое напыление.
При установке середина расширителя располагается в специальном замке. Маслосъемное кольцо изготовлено коробчатой конфигурации, на моторе 740/11 имеет высоту 5 миллиметров, а на 740/13 и 740/14 — 4 мм.
Устройство
Устройство коленчатого вала КамАЗ включает в себя такие детали:
- Шатунные и коренные шейки, которые связаны между собой. У шеек шатунного типа меньший диметр. Они используются в качестве опоры.
- Противовес. Помогает уравновесить вес поршневой части и шатунов.
- Колено. Оснащено одной шатунной шейкой, которая находится между двумя щетками.
- Подшипники скольжения. Дают возможность шатунам в шейках и в механизме коленвала вращаться.
- Хвостовик, на который устанавливается маховик для отбора мощности с коленчатого вала.
- Фланец и щетки.
Разница между коленвалами КамАЗ разных моделей заключается в используемом материале изготовления (чугун или сталь), а также в количестве шатунных шеек.
Общее устройство и техническая характеристика двигателя КамАЗа 740.10
На автомобилях КамАЗ устанавливаются восьмицилиндровые,
V-образные, четырехтактные дизели модели 740 с жидкостным охлаждением.
Блок-картер двигателя отлит из чугуна и снизу закрыт
штампованным поддоном. В расточках блоков установлены гильзы цилиндров
«мокрого» типа. Сверху гильзы закрыты индивидуальными головками.
Механизм газораспределения верхнеклапанный. В нижней части развала блока
установлен распределительный вал. Под ним в коренных опорах — коленчатый вал.
В передней части блока с коленчатым валом установлена
гидромуфта привода вентилятора. С правой стороны блока крепятся центробежный
фильтр очистки масла, масляный фильтр, маслозаливная горловина и щуп для
контроля уровня масла в поддоне. С левой стороны нижней части блока установлен
электростартер .
С наружной стороны боковых поверхностей головок цилиндров крепятся
выпускные трубопроводы, с внутренней стороны — впускные трубопроводы и
водоотводящие трубы. Сверху к впускным трубопроводам крепится фильтр тонкой
очистки топлива. На передних концах водоотводящих труб установлены термостаты
системы охлаждения двигателя.
В развале блок-картера размещены топливный насос высокого
давления, компрессор и насос гидроусилителя рулевого управления.
Указанные конструктивные решения, а также применение
автоматической гидромуфты в приводе вентилятора и двух термостатов в системе
охлаждения, эффективная очистка масла, топлива и воздуха обеспечивают высокую
долговечность деталей и узлов двигателя.
Основные параметры двигателя модели 740.10 приведены в
технической характеристике (табл.1)
Таблица 1.
Техническая характеристика
Модель двигателя | 740.10 |
Тип двигателя | С воспламенением от сжатия |
Число тактов | Четыре |
Число цилиндров | Восемь |
Расположение цилиндров | V-образное |
Угол развала | 90° |
Порядок работы цилиндров | 1-5-4-2-6-3-7-8 |
Диаметр цилиндра и ход поршня, мм | 120×120 |
Рабочий объем, л | 10,85 |
Номинальная мощность брутто, кВт (л. с) | 176(240) |
Максимальный крутящий момент брутто.Н. м (кгс. м) | 833(85) |
Частота вращения коленчатого вала, мин: | |
— номинальная — при максимальном крутящем моменте — на холостом ходу, не более: минимальная максимальная |
2200 1200-1600 600±50 2930 |
Модель ТНВД | 337-40 |
Модель форсунки | 273-30 |
Давление начала подъема иглы форсунки, МПа (кгс/см): — в эксплуатации, не менее — новой (заводской регулировки) |
19,61 (200) 21,37-22,36(218-228) |
Высокая литровая мощность и низкий удельный расход топлива
достигнуты форсированием двигателя по частоте вращения, применением совершенного
смесеобразования, высокой степени сжатия и использованием тороидальной камеры
сгорания.
Трудоемкость технического обслуживания двигателя в процессе
эксплуатации значительно снижена благодаря применению закрытой системы
охлаждения с всесезонной специальной охлаждающей жидкостью, высококачественных
моторных масел двухступенчатого воздухоочистителя сухого типа, эффективных
топливных и масляных фильтров.
Высокие пусковые качества двигателя при низких температурах
обеспечены применением аккумуляторных батарей повышенной емкости, мощного
стартера, маловязкого моторного масла и системы предпускового разогрева
двигателя.
Двигатель состоит из кривошипно-шатунного механизма и
механизма газораспределения и систем смазки, охлаждения, разогрева, питания
топливом, питания воздухом и выпуска отработавших газов.
Размеры и другие характеристики
Параметры и технические показатели коленчатого вала КамАЗ:
- радиус кривошипа — 4,6 см;
- радиус крайних противовесов — 8,5 см;
- радиус средних противовесов — 8,2 см;
- диаметр коренной шейки — 6,4 см;
- диаметр шатунной шейки — 5,8 см;
- диаметр фланца коленвала — 12,2 см;
- ширина шатунной шейки — 3,6 см;
- ширина коренной шейки — 4 см;
- количество противовесов — 4;
- защитные фаски — есть;
- ход поршневой части — 13 см;
- диаметр цилиндрических элементов — 12 см;
- материал корпуса — чугун или стальной сплав;
- максимальный крутящий момент — 2200 оборотов в минуту;
- ремонтные размеры — 0,5*0,2 м;
- допустимый дисбаланс — не более 35 г/см;
- весь механизм вместе с противовесами весит 76 кг.
Сколько стоит
Средняя цена на коленвал — 35 000 руб.
Цены коленвалов на рынке имеют сильный разброс:
- средняя цена нового коленвала составляет 35000 рублей;
- бу коленвал стоит в среднем 20000 рублей (цена зависит от состояния запчасти);
- китайский коленвал стоит 15000-30000 рублей (в зависимости от качества сборки).
Не рекомендуется покупать запчасти китайской сборки, так как их установка может привести к поломке автомобиля.
Внимание! В Москве участились случаи продажи китайских запчастей под видом оригинальных. Будьте внимательны при покупке, сверяйте все технические характеристики изделия
Ремонтный комплект
В восстановительный набор коленвала КамАЗ 740 бу входят следующие элементы:
- поршень с кольцами;
- пальцевые и стопорные элементы;
- цилиндровая гильза;
- уплотнительные детали.
Охлаждающие форсунки узла монтируются в картере блока цилиндров, отвечают за своевременную подачу масла из главной магистрали при давлении 0,8-1,2 кг/кв.см. На такое значение обычно откорректирован клапан. Масло подается во внутреннюю часть поршней. При сборке двигателя 740-го КамАЗа предусматривается контроль трубки форсунки по отношению к гильзам поршня и цилиндра, при этом прямой контакт с первым элементом не допускается.
Шатун и поршень соединяются при помощи пальца плавающего вида. По осям перемещение детали ограничивают стопорные кольца, а сам элемент изготавливается из хром-никелевого сплава, диаметр гнезда — 22 мм. Эксплуатация аналога размером 25 мм не допускается, поскольку это нарушает балансировку силового агрегата.
Источники
- https://ltruck-service.ru/obsluzhivanie/kolenchatyj-val-kamaz.html
- https://minitraktor34.ru/selhoztehnika/kolenval-kamaz.html
- https://evakuatorinfo.ru/remontnyy-razmer-kolenchatogo-vala-tablitsa/
- https://FB.ru/article/437696/kolenval-kamaz-ustroystvo-i-razmeryi-remont-zamena
КамАЗ различия коленвалов заводского и китайского производства
Чтобы помочь потребителю разобраться в качестве деталей китайского производства, а также выявить их соответствие конструкторской документации ОАО «КАМАЗ», в научно-технический центр КАМАЗа был передан для исследований и сравнительных испытаний коленчатый вал, освоенный китайскими производителями и реализуемый в запасные части в торговой сети Сибири, и который до недавнего времени считался монопольной позицией ОАО «КАМАЗ»,
Ниже приведены отличительные признаки коленчатого вала китайского производства, которые можно выявить при наружном осмотре детали:
Вал китайского производства | Вал производства ОАО «КАМАЗ» |
На боковой поверхности 1-го противовеса нанесена выпуклым шрифтом маркировка КАМАЗ (что является нарушением закона «О использовании зарегистрированного товарного знака»).
На боковой поверхности противовеса имеется маркировка неполного номера детали «1005008» выпуклым шрифтом. |
На боковой поверхности 3-го противовеса нанесена маркировка «КАМАЗ» и полное обозначение детали, промаркирована дата выпуска поковки коленчатого вала, на восьмом противовесе есть клеймо ОТК. |
Боковые и наружные поверхности коленчатого вала механически не обработаны и получены отливкой | Боковые и наружные поверхности противовесов механически обрабатываются, коленчатый вал получается только штамповкой и на затылках щек (по торцам шатунных шеек) виден след обрезки облоя. |
Отсутствуют следы балансировки в виде отверстий на противовесах | Все коленчатые валы проходят обязательную балансировку. |
Кроме этого в результате исследований было определено, что коленчатый вал китайского производства изготавливается из высокопрочного чугуна и не имеет поверхностного упрочнения коренных и шатунных шеек, что не соответствует конструкторской документации, по которой данный коленчатый вал должен изготавливаться из легированной стали и проходить упрочнение ТВЧ (токами высокой частоты) или азотированием в зависимости от модели коленчатого вала.
Анализ замеров геометрических размеров также показывал неприемлемое качество коленчатого вала китайского производства — более 90% размеров выполнены с отклонениями от КД ОАО «КАМАЗ».
При проведении усталостных испытаний на изгиб, китайского коленчатого вала, предел выносливости установить не удалось из-за его разрушения. Исходя из этого, можно сделать вывод, что предел выносливости китайского коленчатого вала находится ниже рабочей нагрузки на коленчатый вал на двигателе КАМАЗ.
Вывод, сделанный специалистами Научно-Технического — Коленчатый вал китайского производства не соответствует КД ОАО «КАМАЗ» и непригоден для применения на двигателях КАМАЗ.
Статья подготовлена бюро конъюнктуры рынков Департамента маркетинга ОАО «ТФК «КАМАЗ»
поршневой группы КаМАЗ.
-
- Комплектование деталей.
-
- Дефектовка деталей.
компрессионного
кольца — до размера, измеряемого
по вложенным в канавку роликам
диаметром 2,96 мм, менее 120,25 мм;
— канавки нижнего компрессионного
кольца — до размера, измеряемого
аналогично, менее 120,7 мм;
— канавки маслосъемного
кольца — до высоты более 5,1 мм;
— наружной поверхности
— до диаметра менее 44,99 мм.
Поршневой палец бракуют при наличии сколов, трещин,
рисок, забоин и следов коррозии на поверхности
и торцах, а также при износе наружной
поверхности до диаметра менее 44,99 мм,
В последнем случае деталь следует направить
на восстановление .
Шатун в сборе бракуют при наличии
трещин или обломов, износе торцов нижней
головки по ширине до размера менее 33,23
мм. Изгиб и скручивание шатуна определяют
с помощью приспособления 30701. При непараллельности
осей отверстий головок шатуна на длине
100 мм более 0,06 мм шатун бракуют или направляют
на восстановление.
При износе отверстия во втулке
верхней головки шатуна до диаметра более
45,04 мм втулку выпрессовывают и устанавливают
новую бронзовую втулку таким образом,
чтобы масляные отверстия во втулке и
шатуне совпадали. При износе отверстия
в верхней головке шатуна под втулку до
диаметра более 49,02 мм шатун бракуют или
направляют на восстановление. При износе
отверстия нижней головки шатуна до диаметра
более 85,02 мм его обрабатывают до ремонтного
размера 85,5 мм, а при диаметре более 85,535
мм — бракуют или направляют на восстановление.
-
- Сборка.
Сборку шатунно-поршневой
группы начинают с подбора поршней и гильз
по размеру и весу. Перед сборкой шатунно-поршневой
группы поршневые пальцы подбирают к шатунам.
Поршень с кольцами и шатуном
в сборе устанавливают в тиски и с помощью
съемника И-801.08.000 снимают с поршня кольцо
компрессионное верхнее, кольцо компрессионное
и кольцо маслосъемное в сборе. При необходимости
замены поршня или шатуна вынимают стопорное
кольцо поршневого пальца из бобышек поршня
и вынимают поршень с шатуном в сборе из
тисков.
Поршень нагревают в масле
до температуры 80…100 ° С, помещают в приспособление
для сборки и соединяют с шатуном поршневым
пальцем, установив шатун так, чтобы выточки
под клапаны в поршне и пазы под усы вкладышей
на шатуне были расположены с одной стороны.
Запрессовка поршневого пальца не допускается.
Перед сборкой сопрягаемые
поверхности поршневого пальца и отверстий
в поршне смазывают тонким слоем чистого
моторного масла М10Г2К.
В канавки поршня устанавливают
стопорные кольца поршневого пальца. На
поршень с помощью приспособления для
снятия и установки колец последовательно
устанавливают маслосъемное и компрессионные
кольца. При монтаже маслосъемного кольца
в канавку поршня устанавливают расширитель
и затем надевают маслосъемное кольцо
так, чтобы стык расширителя находился
диаметрально противоположно замку кольца.
Компрессионные кольца устанавливают
на поршень скошенной стороной и клеймом
«верх» к днищу поршня. Замки соседних
колец располагают под углом 120 ° . Перед
установкой колец удаляют нагар из канавок
поршня, а после установки проверяют легкость
перемещения колец в канавках.
Шатун также должен свободно
перемещаться вокруг оси поршневого пальца и т.д……………..
Устройство
В полости фронтального носовика узла вкручен жиклер. Через его калибровочное гнездо поступает смазка для шлицевого вала понижения мощности на приводную часть гидравлической муфты. От перемещений по осям коленвал КамАЗ 740 защищен парой верхних полуколец и двумя нижними аналогами. Они монтируются таким образом, чтобы канавки прилегали к торцам вала.
Спереди и сзади на носках блока имеется шестерня привода маслонасоса и ведущий зубчатый элемент распредвала. На заднем торце детали предусмотрено восемь соединений с резьбой для фиксации гасителя вращательных моментов. Уплотнением коленчатого вала служит резиновая манжета, которая оснащается пыльником, располагается в картере маховика. Она изготовлена из фторкаучукового состава непосредственно в пресс-форме.
Назначение
Именно коленвал является родоначальником и создателем крутящего момента, передаваемого через ряд узлов и механизмов на полуоси, а в конечном итоге и на колеса автомобиля. Также он посредством шкивов, шестерен и ремней приводит во вращение другие вспомогательные агрегаты: ТНВД, помпа, масляный насос, генератор и др. Но самостоятельно создать вращение коленчатый вал не может. В этом ему на помощь приходят поршень и шатун, образующие все вместе кривошипно-шатунный механизм (КШМ).
Устройство
Устройство коленчатого вала КамАЗ включает в себя такие детали:
- Шатунные и коренные шейки, которые связаны между собой. У шеек шатунного типа меньший диметр. Они используются в качестве опоры.
- Противовес. Помогает уравновесить вес поршневой части и шатунов.
- Колено. Оснащено одной шатунной шейкой, которая находится между двумя щетками.
- Подшипники скольжения. Дают возможность шатунам в шейках и в механизме коленвала вращаться.
- Хвостовик, на который устанавливается маховик для отбора мощности с коленчатого вала.
- Фланец и щетки.
Разница между коленвалами КамАЗ разных моделей заключается в используемом материале изготовления (чугун или сталь), а также в количестве шатунных шеек.
Разновидности коленвалов Камаз
За последние годы ассортимент коленвалов, которые выпускает kamaz, существенно расширился. Сейчас заводом выпускаются дизельные и экологически чистые газовые двигатели, которые отвечают европейским стандартам качества. Для каждого из двигателей есть несколько видов коленвалов.
Коленвалы от разных двигателей иногда являются взаимозаменяемыми, а иногда нет. На сегодняшний день компания Камаз не предоставляет четких инструкций по разновидностям коленвалов, отсюда у владельцев большегрузов обычно возникает путаница по поводу того, какой коленвал нужен именно для его марки каmaза. Для решения этой проблемы ниже представлено описание коленвалов:
- их особенности;
- отличия друг от друга;
- возможности использования с разностандартными моторами.
Коленвалы, отвечающие стандарту Евро-0
К моторам, созданным по стандарту Евро-0, можно отнести стандартные дизельные движки большегруза 740.10 и двигатели обновленной версии 7403.10, 7408. Для производства коленвалов для этих моторов используется сталь стандарта 42ХМФА, которая прошла специальную обработку хромом и молибденом, и покрыта алюминием. Закаливание материала производства происходит высокочастотными токами на глубину 3 миллиметра. коленвалы имеют специальные заглушки. Такая модель коленвалов сейчас снята с производства.
Коленвалы, работающие для стандарта Евро-1
К двигателям, созданным по этому стандарту, можно отнести движки большегруза серии 740.11-240 и -260. Конструкция коленвалов этой серии не предусматривает заглушек. Сделаны они из металла стандарта 42ХМФА. Закаливание металла, как и в предыдущей модели, происходит с помощью ТВЧ, масленичные каналы имеют косую конструкцию. коленвалы этой серии имеют только один вид строения. Также на моторы этого стандарта подходят запчасти от КАМАЗа 740.
Коленвалы двигателей стандарта Евро-2
Двигатели, которые отвечают стандарту Евро-2, имеют различные радиусы кривошипа. Именно поэтому виды коленвалов для различных радиусов имеют серьезные отличия.
Диаметр кривошипа двигателей Камазов составляет 60 мм (R65). На них устанавливаются 2 типа коленвалов, которые отличаются друг от друга видом присоединения маховика:
- маховик закрепляется на 8 отверстиях, тип болтов при этом М14;
- маховик закрепляется на 10 отверстиях, тип болтов при этом М16.
2 типа деталей не могут заменять друг друга.
Радиус кривошипа двигателей Камаза также может составлять (тип кривошипа можно посмотреть на своих деталях) 65 мм. Для них подходят коленвалы, в которых маховик крепится 10 болтами М16. Детали взаимозаменяемы, но есть отличия в способе упрочнения:
- закаливание с помощью ТВЧ;
- упрочнение азотированием.
Коленвалы для стандарта двигателей Евро-3
Двигатели, которые отвечают стандарту Евро-3, достаточно малочисленны. Радиус кривошипа этих двигателей составляет 65 мм. При этом крепление маховика может быть выполнено по стандартной схеме на 8 или 10 болтов. Изделие закаляется токами высокой частоты. Их можно заменить другими коленвалами стандарта Евро-2 (которые также прошли обработку ТВЧ).
Для всех коленвалов способ крепления маховика находится в зависимости от вида установленного сцепления в автомобиле. При классической комплектации используется крепление маховика на 8 болтах М14. На новых моделях комплектации используется соединение маховика на 10 болтов М16.
Заключение
В ходе исследования мы детально изучили конструкцию и
принцип работы кривошипно-шатунного механизма. Была рассмотрена каждая часть и
ее цель. Были также рассмотрены вопросы о возможных неисправностях,
повреждениях и методах их диагностики. Меры по замене изношенных частей
кривошипно-шатунного механизма были подробно описаны.
Проведенные исследования не позволяют детально описать все
аспекты работы и функционирования кривошипно-шатунного механизма. Однако,
исходя из поставленной цели, мы полностью раскрыли основные понятия, термины и
структуру кривошипно-шатунного механизма.