Устройство грузового автомобиля учебник
Устройство и техническое обслуживание грузовых автомобилей
Название: Устройство и техническое обслуживание грузовых автомобилей
Автор: Селифонов В.В., Бирюков М.К.
Издательство: Академия
Год: 2010
Страниц: 400
ISBN: 978-5-7695-7391-0
Формат: PDF
Размер: 55 Мб
Язык: русский
В учебном пособии изложены основы конструкции и принципы работы основных узлов и агрегатов грузовых автомобилей ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ. Рассмотрены вопросы технического обслуживания, топливно-смазочные материалы и технические и охлаждающие жидкости.
Для учащихся учреждений начального профессионального образования.
Введение 3
Глава 1. Общее устройство грузовых автомобилей
1.1. Классификация грузовых автомобилей 5
1.2. Обшее устройство грузовых автомобилей и варианты их компоновки 8
Глава 2. Двигатель
2.1. Типы двигателей, общее устройство и принцип работы 12
2.2. Криношипно-шатунный механизм 23
2.3. Газораспределительный механизм 37
2.4. Система охлаждения 43
2.5. Смазочная система 52
2.6. Система питания 99
2.7. Система питания бензиновых карбюраторных двигателей 67
2.8. Система питания двигателя от газобаллонной установки 81
2.9. Системы впрыска топлива 86
2.10. Топливоподача и смесеобразование в дизелях 99
2.11. Система зажигания двигателей с искровым воспламенением горючей смеси 115
2.12. Система выпуска отработавших газов 126
2.13. Техническое обслуживание двигателя и его систем 128
Глава 3. Электрооборудование грузовых автомобилей
3.1. Основные сведения по электрооборудованию 133
3.2. Аккумуляторные батареи 134
3.3. Генераторы и системы регулирования 138
3.4. Стартер 145
3.5. Вспомогательные электросистемы 151
3.6. Система освещения, световая и звуковая сигнализации 155
3.7. Приборы и внутренняя сигнализация 174
3.8. Техническое обслуживание приборов электрооборудования 182
Глава 4. Шасси грузовых автомобилей
4.1. Трансмиссия. Обшее устройство, назначение и компоновка 184
4.1.1. Сиспление и привод управления сцеплением 185
4.1.2. Механические коробки передач 202
4.1.3. Карданные передачи 227
4.1.4. Ведущие мосты 231
4.1.5. Техническое обслуживание агрегатов трансмиссии 244
4.2. Подвески грузовых автомобилей, общее назначение и устройство 245
4.2.1. Передние подвески груювых автомобилей 248
4.2.2. Задние подвески грузовых автомобилей 265
4.2.3. Техническое обслуживание подвески 271
4.3. Рулевое управление грузовых автомобилей 272
4.3.1. Обшее назначение и принципы работы 272
4.3.2. Рулевое управление малотоннажных грузовых автомобилей 272
4.3.3. Рулевое управление грузовых автомобилей большой грузоподъемности 291
4.3.4. Техническое обслуживание рулевого управления 2%
4.4. Тормозное управление грузовых автомобилей 297
4.4.1. Назначение тормозной системы. Типы тормозных систем 297
4.4.2. Тормозное управление грузовых автомобилей малой грузоподъемности 300
4.4.3. Тормозное управление автомобилей большой грузоподъемности 323
4.4.4. Техническое обслуживание тормозного управления 356
4.5. Рамы грузовых автомобилей 358
4.6. Кабины грузовых автомобилей 361
4.7. Колеса и шины 373
Глава 5. Основы технического обслуживания
5.1. Эксплуатационные материаты и нормы их расхода 384
5.2. Основы технического обслуживания грузовых автомобилей 394
Список литературы 397
ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ В.А. РОДИЧЕВ. Учебник
2 ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В.А. РОДИЧЕВ ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ Учебник Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для образовательных учреждений начального профессионального образования 4-е издание, переработанное и дополненное Москва АСАОЕМА 2005
4 ется системное изложение принципиальных различий механизмов и узлов современных автомобилей без излишнего упоминания конкретных марок машин в тексте. Для наглядности описание действия механизмов сопровождается иллюстративным материалом. Наиболее важные для конкретного рассмотрения составные части механизмов и узлов выделены цветом. Основное внимание в книге уделено устройству и работе механизмов, систем и агрегатов автомобилей с бортовой платформой базовых моделей ГАЗ-3307 и ЗИЛ-4333, основным неисправностям и способам их устранения. Рассмотрены также оригинальные механизмы и системы автомобилей с бортовой платформой ЗИЛ («Бычок») и КамАЗ При рассмотрении базовых моделей автомобилей по ходу изложения в тексте иногда используется сокращенный вариант их названия, в частности ГАЗ, ЗИЛ, «Бычок», КамАЗ. В учебнике описаны конструкции карбюраторных двигателей ЗИЛ-508 (для базового автомобиля ЗИЛ-4333) и ЗМЗ-53 (для автомобиля ГАЗ-3307), а также дизелей Д-245 (для автомобиля ЗИЛ- 5301) и КамАЗ-740 (для автомобиля КамАЗ-53215). Для закрепления материала в конце каждой главы приведены контрольные вопросы, а в конце книги приложения, содержащие основные технические данные по изучаемым грузовым автомобилям. ОБЩИЕ РАЗДЕЛ I СВЕДЕНИЯ Глава 1 РАЗВИТИЕ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ 1. История автомобильного транспорта Создатели автомобиля. Не менее 400 претендентов на звание «изобретатель автомобиля» известно в истории техники. Автомобиль создан в результате кропотливых и целеустремленных поисков нескольких поколений талантливых людей, которые пытались реализовать естественное стремление человека максимально уменьшить физические усилия при перемещении предметов или грузов. До появления автомобилей состоятельные люди имели собственные экипажи, запряженные одной или несколькими лошадьми. Поэтому названия «экипаж» и «коляска» вначале употреблялись и в технической литературе применительно к первым легковым автомобилям, а такой термин, как «лошадиная сила», долгое время использовали для оценки мощности автомобиля. Изобретательность человека в XVIII в. была направлена на поиски источников энергии, которые могли бы уменьшить его зависимость от живой силы. Переходным этапом на пути к автомобилю стали механические средства передвижения. Крепостной крестьянин Леонтий Шашуренков в 1752 г. смастерил в Петербурге «самобеглую коляску», приводимую в движение мускульной силой человека, там же в 1791 г. механик-самоучка Иван Кулибин построил «самокатку» с трехскоростной коробкой передач. Ведущими были два задних колеса, приводимые во вращение от педалей, которые крутил слуга на запятках. Первый автомобиль с паровым двигателем построен Ж. Кюньо (Франция) в гг. В 1801 г. изобретатель О. Эванс в Великобритании изготовил самодвижущуюся паровую повозку, в которой впервые в истории создания автомобилей был использован шестеренчатый привод. В одно время с паромобилями развивалось и другое направление электромобили, в которых источником энергии служило электричество, накопленное в аккумуляторах, однако значительная часть энергии расходовалась на перемещение самого источни- 5
5 ка электрического тока громоздкого и тяжелого аккумулятора. По внешнему виду электромобили напоминали коляску, передвигаемую конной тягой. В России электромобили (самодвижущиеся аккумуляторные экипажи) выпускал в конце XIX в. фабрикант И. В. Романов. Первыми в мире изобретателями автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) официально признаны немецкие инженеры К. Бенц и Г. Даймлер, которые независимо один от другого построили и запатентовали в 1886 г. работоспособные экипажи (см. первый форзац). В России первый грузовой автомобиль построил в 1902 г. инженер П. Фрезе. Мощность двигателя этого автомобиля достигала 6 л. с. (4,42 квт), а скорость 15 км/ч. Передача вращения к задним колесам осуществлялась цепями. Отечественное автомобилестроение. Серийный выпуск автомобилей в нашей стране был налажен в начале прошлого века, когда в автомобильных парках развитых стран мира насчитывались уже тысячи автомобилей. С 1908 по 1915 г. на Русско-Балтийском вагонном заводе (г. Рига) выпущено более 500 легковых автомобилей из импортных деталей. Позже, уже в советское время, в 1924 г. на Московском автомобильном заводе (далее по тексту Московский автозавод), созданном на базе автомобильных мастерских, был выпущен первый полуторатонный грузовой автомобиль АМО-Ф15, а в 1925 г. Ярославский автомобильный завод начал серийно выпускать трехтонные грузовики. На Московском автозаводе в 1936 г. был начат выпуск грузовых автомобилей ЗИС-5 и легковых правительственных автомобилей ЗИС-101. В послевоенные годы завод наладил массовый выпуск легковых автомобилей высокого класса ЗИС-110 и грузовых автомобилей ЗИС-150. Позже завод приступил к выпуску грузовых автомобилей более современных моделей ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131 (вместо ЗИС-150). На Горьковском автомобильном заводе (далее по тексту Горьковский автозавод) в 1932 г. было налажено производство грузовиков ГАЗ-АА и легковых автомобилей ГАЗ-А, а позднее ГАЗ-М-1. В годы Второй мировой войны на этом заводе был освоен выпуск легковых автомобилей повышенной проходимости ГАЗ-67Б. В послевоенные годы Горьковский автозавод перешел на производство грузовых автомобилей ГАЗ-51 и легковых автомобилей М-20 марки «Победа». Затем стали выпускать более современные модели ГАЗ-53 и ГАЗ-3102 («Волга»). В предвоенные годы был построен Московский завод малолитражных автомобилей (МЗМА). С 1946 г. на заводе, который был переименован в Московский автомобильный завод им. Ленинского комсомола (АЗЛК), налажен массовый выпуск легковых автомобилей малого класса «Москвич-400» и других более современных моделей. 6 В годы Второй мировой войны построенный в 1944 г. Уральский автомобильный завод начал выпускать грузовые автомобили «Урал- ЗИС», а Ульяновский автомобильный завод (далее по тексту Ульяновский автозавод) приступил к производству автомобилей ЗИС-5. Позднее под маркой «Урал» стали производить большегрузные, специальные автомобили и автомобили сельскохозяйственного назначения, например, автомобиль «Урал-5557», на котором установлены шины переменного давления для снижения вредного воздействия на почву. Ульяновский автозавод наладил массовое производство автомобилей повышенной проходимости: малотоннажных грузовиков, фургонов, санитарных и легковых автомобилей. В начале 1970-х гг. на вновь построенном Волжском автомобильном заводе (ВАЗ) в г. Тольятти налажено производство легковых автомобилей марки «Лада», а на Камском автомобильном заводе (КамАЗ) в г. Набережные Челны большегрузных автомобилей. По мере совершенствования автомобилей их создатели стали расширять возможности подвижного состава путем его специализации. Уже в 1950-е гг. местные автотранспортные организации модернизировали обычные серийные модели автомобилей в специализированные. Так были созданы в ограниченном количестве самосвалы для перевозки сельскохозяйственных грузов, товаропассажирские такси, специализированный подвижной состав для перевозки молока, автобус-столовая, автомобиль-муковоз, саморазгружающийся кузов-бункер для перевозки зерна и множество других. В условиях современных рыночных отношений автомобильные заводы практикуют серийный выпуск специализированных автомобилей. 2. Современные модели грузовых автомобилей Автомобили АМО «ЗИЛ». ГТервому серийному автомобилю этого завода в 2004 г. исполнилось 80 лет. Грузовые автомобили современных моделей характеризуются высокой надежностью и широким спектром применения в народном хозяйстве. Автомобиль ЗИЛ-4333 с бортовой платформой это базовая модель для нового семейства автомобилей ЗИЛ большой грузоподъемности. В отличие от автомобиля ЗИЛ-4314 (выпускаемого вместо ЗИЛ-130) он снабжен новой кабиной и пневмогидравлическим усилителем привода сцепления. Вместо грузового автомобиля высокой проходимости ЗИЛ-131 (с колесной формулой 6×6) завод выпускает автомобиль ЗИЛ-4334 с двигателем ЗИЛ-645, работающим на дизельном топливе. Газобаллонный автомобиль ЗИЛ-4316 с бортовой платформой максимально унифицирован с автомобилем ЗИЛ-4314, но его дви- 7
8 ведущим колесам, а также изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по величине и направлению. Трансмиссия состоит из сцепления 3 (см. рис. 1), коробки передач 4, карданной передачи 5 и ведущего моста 6. Сцепление необходимо для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и для плавного их соединения при трогании с места. Коробка передач (КП) предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах, скорости и направления движения автомобиля путем ввода в зацепление различных пар шестерен. Карданная передача служит для передачи вращения от вала коробки передач к ведущему мосту под некоторым углом. Ведущий мост состоит из механизмов, с помощью которых происходит увеличение вращающего момента и вращение валов передается к ведущим колесам под прямым углом. Ходовая часть предназначена для передвижения автомобиля. Вращательное движение ведущих колес при их сцеплении с поверхностью грунта преобразуется в поступательное движение автомобиля. Рулевое управление необходимо для изменения направления движения автомобиля. Тормозная система служит для замедления скорости движения и остановки автомобиля. Контрольные вопросы 1. На какие классы по грузоподъемности подразделяют грузовые автомобили? 2. Расшифруйте марку автомобиля ЗИЛ Назовите основные части автомобиля. 4. Из каких механизмов состоит шасси автомобиля? 5. Какие агрегаты входят в трансмиссию?
10 через равные углы поворота коленчатого вала (т.е. через равные промежутки времени). Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют «порядком работы двигателя». Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях. Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и У-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в У-образных под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. оборот (чатого ша Полу колер Первый Выпуск Сжа Впуск тие Второй Третий Сжатие Чет вер тый 16 юворота ; чатого 1а, с * я 3 ^ а 4 о Порядок работы восьмицилиндрового двигателя Рабочий ход Вы пуск Цилиндр Таблица 2 1-й 2-й 3-й 4-й 5-й 6-й 7-й 8-й Впуск Конец впуска Конец выпуска Сжатие Впуск Впуск Впуск Конец сжатия Выпуск Конец рабочего хода Рабочий Сжа Впуск тие ход Рабочий ход Рабочий Сжа Вы тие пуск ход Вы пуск Рабочий Впуск Вы пуск ход Рабочий ход Сжатие Сжатие Выпуск Сжатие Выпуск Рабочий ход Впуск Рабочий ход (начало) Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с У-образным расположением цилиндров. Порядок работы восьмицилиндровых четырехтактных двигателей схематично отражают данные, приведенные в табл. 2. Зная порядок работы цилиндров двигателя, можно правильно распределить провода по искровым свечам зажигания, присоединить топливопроводы к форсункам дизеля и отрегулировать клапаны. 2. Общее устройство Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у карбюраторных двигателей) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться. Все двигатели, устанавливаемые на автомобили, состоят из следующих механизмов и систем. Основные механизмы двигателя. Кривошип но-шатунный механизм преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Механизм газораспределения управляет работой клапанов, что позволяет в определенных положениях поршня впускать воздух или горючую смесь в цилиндры, сжимать их до определенного давления и удалять оттуда отработавшие газы. Основные системы двигателя. Система питания служит для подачи очищенного топлива и воздуха в цилиндры, а также для отвода продуктов сгорания из цилиндров. Система питания дизеля обеспечивает подачу дозированных порций топлива в определенный момент в распыленном состоянии в цилиндры двигателя. Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления горючей смеси в карбюраторе. Система зажигания рабочей смесисв цилиндрах установлена в карбюраторных двигателях. Она служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя в определенный момент. Смазочная система необходима для непрерывной подачи масла к трущимся деталям и отвода теплоты от них. Система охлаждения предохраняет стенки камеры сгорания от перегрева и поддерживает в цилиндрах нормальный тепловой режим. Расположение составных частей различных систем двигателей показано на рис
11 Рис. 3. Составные части разных систем двигателей: а карбюраторный двигатель ЗИЛ-508: / вид справа; // вид слева; / и 15 масляный и топливный насосы; 2 выпускной коллектор; 3 искровая свеча зажигания; 4 м 5 масляный и воздушный фильтры; 6 компрессор; 7 генератор; 8 карбюратор; 9 распределитель зажигания; 10 трубка масломерного щупа; // стартер; 12 насос гидроусилителя рулевого управления; 13 бачок насоса гидроусилителя; 14 вентилятор; 16 фильтр вентиляции картера; б дизель Д-245 (вид справа): / турбокомпрессор; 2 маслоналивная труба; 3 маслоналивная горловина; 4 компрессор; 5 генератор; 6 поддон картера; 7 шпилька-фиксатор момента подачи топлива; 8 выпускной трубопровод; 9 центробежный маслоочиститель; 10 маслоизмерительный щуп Контрольные вопросы 1. Что является основой действия двигателя внутреннего сгорания? 2. Какие процессы составляют рабочий цикл четырехтактного двигателя? 3. Чем различаются рабочие циклы дизеля и карбюраторного двигателя? 4. Назовите порядок работы четырехцилиндрового двигателя. 5. Перечислите основные механизмы и системы карбюраторного двигателя. 19
12 МЕХАНИЗМЫ Глава 4 ДВИГАТЕЛЯ 1. Остов двигателя Все механизмы и системы двигателя заключены в остов, который объединяет неподвижные детали: блок и головку цилиндров, картер распределительных шестерен, картер маховика и поддон картера. Блок цилиндров. Основа У-образного двигателя блок цилиндров / (рис. 4). Двигатель объединяет в одной коробчатой отливке картер 7 и две части блока цилиндров, расположенных под углом 90 одна к другой. В верхних и нижних горизонтальных перегородках блока цилиндров расточены отверстия 4 для установки гильз цилиндров. Нижние перегородки отделяют полости для охлаждающей воды блок-картера от полостей для масла. Рубашка охлаждения (полость для воды) образуется наружными стенками гильз, А 4 5 Б Рис. 4. Корпусные детали карбюраторного двигателя ЗИЛ-508: / блок цилиндров; 2 и 5 отверстия соответственно для отвода и ввода воды (охлаждающей жидкости); 3 горизонтальная перегородка; 4 отверстия для установки гильз цилиндров; 6 и 10 прокладки; 7 картер распределительных шестерен; 8 отверстие для установки распределительного вала; 9 крышка коренного подшипника; 11 поддон картера; 12 крышка картера маховика; 13 картер маховика; А и Б плоскости крепления головки цилиндров и картера распределительных шестерен 20 стенками блок-картера и внутренними перегородками блока цилиндров. Отверстия 5 для ввода охлаждающей жидкости выполнены на передней стенке блок-картера. Литые отверстия в вертикальных перегородках, разделяющих каждый блок цилиндров на четыре отсека, обеспечивают протекание воды вдоль блока. Отверстия 2 в верхней перегородке (плите) для отвода воды сообщают полости рубашки охлаждения блок-картера и рубашки охлаждения головки цилиндров. Правая часть блока цилиндров смещена относительно левой назад. Такое смешение необходимо для установки двух шатунов на каждой шатунной шейке коленчатого вала. В центральной части каждого блок-картера находятся расточные отверстия 8 под втулки распределительного вала. К перегородкам картера шпильками крепят крышки 9 коренных подшипников коленчатого вала. На плоскости А полублоков размещают головки цилиндров. Снаружи каждый блок-картер имеет обработанные приливы и площадки с резьбовыми отверстиями для крепления разных агрегатов и сборочных единиц. Для предотвращения подтекания воды или масла и попадания в блок-картер загрязнений между ним и деталями в местах стыка используют прокладки 6 и 10. К обработанным плоскостям блок-картера крепят составные детали остова двигателя: сверху головки цилиндров, сзади картер маховика 13, впереди картер распределительных шестерен 7, снизу поддон картера //. Дизели воздушного охлаждения в отличие от жидкостных не имеют блок-картера. Все детали расположены на литом картере. В их верхней плите расточены отверстия для установки гильз цилиндров. Между последними и картером находятся медные уплотнительные прокладки. Внутри картера, как и у двигателей с жидкостным охлаждением, размешены коленчатый и распределительный валы. Головка цилиндров. На рис. 5, а показана головка цилиндров многоцилиндрового двигателя. Внешне она представляет собой толстую плиту, которая закрывает блок-картер сверху. Нижняя плоскость А головки тщательно обработана, она же является верхней поверхностью камер сгорания всех цилиндров. В головке размещены отверстия для клапанов, свечей зажигания (или форсунок), штанг, впускные и выпускные каналы. Пространство между стенками каналов и головки (полость Б) заполнено водой. Для предотвращения утечки газов и воды между головкой цилиндров и блок-картером устанавливают металлоасбестовую прокладку 9. Отверстия в прокладке под гильзы цилиндров и для прохода масла к клапанному механизму окантованы листовой сталью. 21
13 нии или открытой маслоналивной горловине вентиляция картера такого двигателя теряет эффективность, а расход масла на угар возрастает. В некоторых двигателях вентиляция картера осуществляется сапуном, который сообщает картер с атмосферой. Подвеска двигателя. Двигатели опираются на раму. Несмотря на их хорошую уравновешенность, во время работы двигателей все же возникают вибрации, которые не должны передаваться на раму. Поэтому крепление (подвеску) двигателя выполняют таким образом, чтобы уменьшить передачу вибраций на раму и предотвратить появление напряжений в блоке цилиндров при перекосах рамы вследствие движения автомобиля по неровной дороге. Двигатель закрепляют на раме в трех или четырех точках. 2. Кривошипно-шатунный механизм 9 Б ЗМЗ-53 а б Рис. 5. Головки цилиндров (а) и схемы расположения впускных и выпускных каналов (б): 1 камера сгорания; 2 и 4 седла соответственно выпускного и впускного каналов; 3 отверстие для свечи зажигания; 5 каналы для охлаждающей жидкости; 6 каналы для подвода горючей смеси в цилиндры (впускные каналы); 7 стакан форсунки; 8 канал для впуска воздуха (впускной канал); 9 прокладка; 10 отверстие для рубашки охлаждения; А нижняя плоскость; Б полость рубашки охлаждения; В и Г выпускной и впускной каналы На двигателях с рядным расположением цилиндров размещена одна головка цилиндров, на У-образных двигателях автомобилей ГАЗ и ЗИЛ две, на дизелях КамАЗа головки размещены раздельно на каждый цилиндр. Головки цилиндров отливают из легированного чугуна или алюминиевого сплава вместе с размещенными в них газораспределительными каналами. Так как наполняемость цилиндра свежим зарядом с повышением температуры может ухудшиться, впускные и выпускные каналы головки цилиндров направлены в противоположные стороны (рис. 5, б). Вентиляция картера. Большинство автомобильных двигателей имеют принудительную вентиляцию картера. Она действует за счет разрежения во впускной трубе. При работе двигателя чистый воздух попадает в картер через специальный воздушный фильтр, объединенный с маслоналивным патрубком. Газы из картера отсасываются во впускную трубу. При неудовлетворительном уплотне- 22 Цилиндры рассматриваемых двигателей съемные. Отдельно изготовленный цилиндр называют «гильзой». При использовании вставных гильз срок службы блок-картера благодаря замене изношенных гильз новыми увеличивается. Гильзы обычно изготовляют из легированного чугуна. Внутреннюю поверхность гильзы так называемое «зеркало» тщательно обрабатывают и закаливают. Гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью, называют «мокрыми». На наружной поверхности каждая гильза имеет два посадочных пояска 2 и 3 (рис. 6, а), которые обеспечивают плотную ее установку в блоке. Между нижним пояском гильзы и блоком цилиндров размещают резиновое уплотнительное кольцо 4, предотвращающее протекание воды в картер из водяной рубашки блока. Верхний торец гильзы немного выступает над плоскостью блока, что обеспечивает лучшее обжатие металлоасбестовой прокладки, создает надежное уплотнение от прорыва газов из цилиндра и попадания воды в цилиндр. В некоторых двигателях между основанием нижнего выступа блока и опорной поверхностью нижнего буртика размещают медную кольцевую прокладку 8 (рис. 6, б), а для уменьшения износа верхней части гильз устанавливают износостойкие вставки 6 из кислотоупорного чугуна. Поршень воспринимает и передает на шатун усилие, возникающее от давления газов, а также обеспечивает протекание всех тактов рабочего цикла. Поршень подвергается действию высоких температур и давлений и движется со значительными скоростями внутри цилиндра, поэтому его отливают из легкого, но достаточно прочного алюминиевого сплава. По виду поршень напоминает перевернутый вверх дном стакан. Кроме днища поршень имеет головку как уплотняющую часть и направляющую часть, называемую «юбкой». 23
15 ка Е). При сборке поршня с шатуном необходимо помнить, что размерные группы поршней и пальцев должны быть одинаковыми. Поршневые кольца по назначению разделяют на компрессионные и маслосъемные (рис. 6, е, ж). Компрессионные кольца предотвращают прорыв газов из камеры сгорания в картер. Их изготовляют из легированного чугуна или стали. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннего диаметра цилиндра. Поэтому часть кольца вырезана, вследствие чего при установке в цилиндр оно пружинит и хорошо прилегает к его поверхности. Вырез в поршневом кольце называют «замком». Наибольшее распространение получили кольца с прямым замком как более простые в изготовлении и как более дешевые. Для уменьшения подтекания газов через зазоры в замках кольца устанавливают замками в разные стороны, желательно на равном расстоянии по окружности. Для уплотнения, обеспечивающего герметичность цилиндра, на поршне размещают два-три компрессионных кольца. В канавках поршня кольца устанавливают с небольшим зазором, и они могут свободно перемещаться относительно поршня. Перегрев двигателя приводит к образованию шлаковых отложений, которые заполняют зазоры между кольцами и стенками канавок поршня по высоте. В результате кольца перестают свободно перемещаться и пружинить. Это явление, называемое «пригоранием (закоксовыванием) колец», сопровождается потерей мощности двигателя и повышенным расходом масла. В поперечном сечении компрессионные кольца могут иметь разную форму, на некоторых из них может быть фаска или выточка по внутреннему диаметру сверху кольца. При установке в цилиндр такие кольца деформируются (скручиваются) и прилегают к зеркалу цилиндра нижней кромкой. Трущуюся о цилиндр поверхность верхнего компрессионного кольца хромируют. У двигателей типа ЗИЛ в головку поршня залито чугунное кольцо с канавкой под верхнее компрессионное кольцо. Такая конструкция способствует уменьшению износа канавки. Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, так как снимают излишки масла со стенки цилиндра. Эти кольца устанавливают ниже компрессионных. В отличие от компрессионных колец они имеют сквозные прорези. На поршни многих двигателей устанавливают составные маслосъемные кольца (см. рис. 6, е), изготовленные из двух плоских стальных колец и двух пружинных расширителей осевого и радиального. Осевой расширитель 18, расположенный между дисками, плотно прижимает их к стенкам канавки поршня. Радиальный расширитель 19 плотно прижимает диски к цилиндру. Сборные кольца хорошо прилегают к поверхности цилиндра и обеспечивают низкий расход картерного масла. 26 Шатун соединяет поршень с коленчатым валом и служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во врашательное движение коленчатого вала, передавая ему то создаваемое давлением газов усилие, которое поршнем воспринимается непосредственно. Шатуны изготовляют из высококачественной стали в виде стержня с двумя головками (рис. 7). Стержень 3 имеет двутавровое сечение. В его верхнюю головку запрессовывают бронзовую втулку 2. Нижняя головка шатуна разъемная. Ее отъемная часть крышка 6. Верхняя половина головки изготовлена заодно с шатуном. Внутренняя поверхность нижней головки шатуна обработана в сборе с крышкой. Поэтому крышки нижних головок шатунов невзаимозаменяемы. Чтобы их правильно установить, на боковую поверхность нижней головки шатуна и крышки наносят порядковый номер (считая первый от радиатора) и цифры комплектности, которые должны совпадать при сборке. В У-образных двигателях номера шатунов правого ряда цилиндров обращены назад, а левого ряда вперед по ходу автомобиля. Обе половины головки соединяют высокопрочными специальными шатунными болтами 10. Их гайки затягивают динамометрическим ключом и шплинтуют. В нижнюю головку шатуна устанавливают подшипники скольжения, состоящие из двух вкладышей 5 (верхнего и нижнего). От осевого смещения и проворачивания они удерживаются в гнездах усиками 9, входящими в пазы, расположенные на одной стороне шатуна. На его нижней головке в некоторых автомобильных двигателях находится отверстие для подачи масла на стенки цилиндра. Масло к поршневому пальцу подается через отверстие 11. Коленчатый вал воспринимает усилия, передающиеся от поршней через шатуны, и преобразует их во вращающий момент, который, в свою очередь, передается агрегатам трансмиссии, а так- Рис. 7. Шатун: / и 4 соответственно верхняя и нижняя головки шатуна; 2 втулка верхней головки; 3 стержень шатуна; 5 вкладыши шатунного подшипника; 6 крышка нижней головки шатуна; 7 шплинт; 8 корончатая гайка; 9 фиксирующий усик вкладыша; 10 шатунный болт; // отверстие 27
16 же используется для привода в действие различных механизмов и деталей двигателя. Коленчатый вал штампуют из высококачественной стали или отливают из высокопрочного чугуна. Состоит коленчатый вал (рис. 8) из нескольких соосных опорных коренных шеек 14, шатунных шеек 4, соединяющих их щек 13, «носка» (передней части) и «хвостовика» (задней части). В четырехцилиндровых двигателях число коренных шеек на одну больше, чем шатунных, т.е. каждая шатунная шейка с двух сторон имеет коренную. К шейкам прикреплены или отлиты вместе с валом противовесы 5, необходимые для его балансировки. Шейки вала для большей износоустойчивости закаливают токами высокой частоты (ТВЧ). В шейках вала имеются косые каналы, по которым масло поступает к шатунным подшипникам. Внутри шатунных шеек 14 В б Рис. 8. Коленчатые валы: а рядного дизеля; б У-образного двигателя; / зубчатый венец; 2 и 15 верхний и нижний вкладыши коренного подшипника; 3 упорные полукольца; 4 шатунная шейка; 5 противовесы; 6 шестерня коленчатого вала; 7 ведущая шестерня привода масляного насоса; 8 маслоотражатель; 9 болт; 10 шкив; // пробка; 12 трубка для чистого масла; 13 щека; 14 коренная шейка; 16 маховик; 17 установочный штифт; 18 болт крепления маховика; 19 фланец; А место клеймения размерной группы шеек; Б канал подвода масла в полость шатунной шейки; В полость шатунной шейки 28 выполнены полости В для центробежной очистки масла (они закрыты резьбовыми пробками 11). При вращении коленчатого вала механические примеси (образуются в процессе физического изнашивания) под действием центробежной силы оседают на стенках полости, а очищенное масло выходит на поверхность шатунной шейки из средней части полости по трубке 12. На каждой шатунной шейке коленчатого вала двигателей с У-образным расположением цилиндров закреплено по два шатуна, поэтому шейки имеют большую длину. На переднем конце коленчатого вала находятся одна или две шестерни для привода механизма газораспределения и других механизмов, шкив 10 привода вентилятора и генератора, а также храповик или болт 9 для проворачивания коленчатого вала вручную. Чтобы масло не вытекало наружу, на концах коленчатого вала в местах выхода из картера установлены маслоотражатели с?, а в корпусных деталях сальники. В задней части двигателя расположено комбинированное уплотнение, которое состоит из маслосгонной резьбы, выполненной на коленчатом валу, и сальника. Это лабиринтное уплотнение предотвращает протекание масла в картер маховика. Обычно на заднем конце коленчатого вала имеется буртик, с помощью которого он удерживается от осевого перемещения. Для этого на последнем коренном подшипнике предусмотрены буртики или упорные полукольца 3. Продольные перемещения коленчатого вала некоторых двигателей ограничивают подобные устройства, расположенные на первой или средней коренной шейке. Коренные и шатунные подшипники выполнены в виде вкладышей 2, изготовленных из сталеалюминиевой ленты. Наружная часть ленты стальная, а внутренняя покрыта тонким слоем антифрикционного сплава, который выдерживает большие нагрузки и характеризуется высокой износостойкостью. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав или свинцовистую бронзу. Для улучшения приработки внутреннюю поверхность вкладышей лудят. Вкладыши как шатунных, так и большинства коренных подшипников взаимозаменяемы. Верхние вкладыши имеют отверстие и кольцевую канавку для прохода масла к шейкам вала. От осевых перемещений и проворачивания вкладыши удерживаются усиками, выштампованными на внешней поверхности, и за счет их плотной посадки в гнезде. При сборке усики вкладышей входят во фрезерованные канавки, выполненные на постелях вкладышей в блок-картере или крышке подшипника. Маховик служит для равномерного вращения коленчатого вала и преодоления двигателем повышенных нагрузок при трогании с места и во время работы. Он представляет собой тяжелый чугунный диск. У ряда двигателей маховик монтируют установоч- 29