Тема: Деталі групи колінчастого вала.

Технічне обслуговування кривошипно-шатунного механізму.

План.

1.     Колінчастий вал.

2.     Корінні і шатунні підшипники

3.     Маховик.

4.     Основні неполадки кривошипно-шатунного механізму.

5.     Операції ТО за кривошипно-шатунним механізмом.

1.     Колінчастий вал сприймає зусилля від шатунів і передає його механізмам силової передачі. За допомогою колінчастого вала приводяться в дію також різні механізми і деталі двигуна (розподільний вал, масляний і водяний насоси, генератор тощо).

   Колінчастий вал — це найскладніша в конструктивному виконанні і найбільш напружена деталь кривошипно-шатунного механізму, яка сприймає великі навантаження від сил тиску газів і сил інерції. Дуже складні і важкі умови роботи колінчастих валів ставлять високі вимоги до якості матеріалу для виготовлення цих деталей. Колінчасті вали тракторних двигунів штампують з високовуглецевої сталі або виливають з високоякісного чавуну.

   Складається колінчастий вал (рис. 20)з корінних шийок 5, шатунних шийок 6, щік 17, переднього кінця З і фланця 11. На передньому кінці вала в різьбовий отвір 1 загвинчується храповик для прокручування вала за допомогою пускової рукоятки. На цьому кінці встановлені шків привода вентилятора і водяного насоса, масловідбивач, розподільна шестірня вала і шестірня привода масляного насоса.

   Шатунні й корінні шийки обробляють з великою точністю і до високого класу чистоти, а для підвищення твердості і стійкості проти спрацювання загартовують струмами високої частоти на глибину 3— 6 мм.

   Кількість корінних шийок на колінчастих валах двигунів різна. Колінчастий вал двоциліндрового чотиритактного двигуна має тільки дві опори, розташовані на кінцях вала. Колінчасті вали карбюраторних двигунів сприймають менші навантаження від тиску газів, а тому мають менше опор, ніж колінчасті вали дизелів з таким самим числом циліндрів.

   Жорсткість вала збільшується при збільшенні кількості опор. Колінчасті вали багатоциліндрових дизельних двигунів, які працюють з великим навантаженням, мають опори після кожного кривошипа. Такі колінчасті вали називаються повноопорними.

   Шатунні шийки з'єднані з корінними шийками щоками і утворюють кривошипи, кількість яких дорівнює кількості циліндрів для рядних двигунів, а для V-подібних — у два рази менша. Це пояснюється тим, що у рядних двигунах на кожній шатунній шийці встановлений один шатун, а у V-подібних два. Для зменшення напруження металу перехід від шатунної шийки до щоки виготовлений з певним закругленням і називається галтеллю 14.

   Рівномірна послідовність робочих ходів у багатоциліндрових двигунах залежить від форми колінчастого вала, тобто від ку тового розташування кривошипів. Так, рядні чотирициліндрові двигуни мають чотири кривошипи, а отже, і чотири шатунні шийки, розміщені під кутом 180°; V-подібні восьмициліндрові двигуни (ЯМЗ-238НБ) теж мають чотири кривошипи, але вони розміщені під кутом 90°. 

 Колінчасті вали двигунів КДМ-100, Д-108, Д-130, ЯМЗ-238НБ мають противаги, прикріплені до щік шпильками або болтами. Противаги зрівноважують відцентрові сили і зменшують навантаження, що припадає на корінні підшипники.

  У колінчастих валах більшості двигунів просвердлені канали, призначені для підведення масла до підшипників.

   Для зменшення маси вала і зменшення відцентрових сил у шатунних шийках є порожнини 7. Крім того, ці порожнини призначені для очищення масла. Закриваються порожнини пробками 9, які стопоряться шплінтами. У порожнини шатунних шийок масло надходить від корінних підшипників по каналах 16. Під час обертання колінчастого вала продукти спрацювання під дією відцентрових сил відкидаються до стінок грязеуловлювачів, де й осідають, а очищене масло через отвір 15 у шатун ній шийці надходить для мащення шатунного підшипника. У двигунах Д-50, КДМ-100, Д-108, Д-130 масло з грязеуловлювача надходить до зовнішньої поверхні підшипника по трубці.

Рис. 20. Колінчасті вали двигунів СМД-14 (а) і ЯМЗ-238НБ (б) і фіксація (в) від осьового

переміщення колінчастого вала двигуна СМД-14:

1 — отвір для кріплення храповика; 2 і 4 — шпонкові канавки: З— передній кінець вала; 5 і 6 — корінні й шатунні шийки; 7 — порожнина шатунної шийки; 8 — отвір для шплінта; 9— пробка.' 10 — маслсвідбійний гребінь; 11 — фланець для кріплення маховика; 12 — отвір для болтів кріплення маховика; 13 — маслозгінна різьба; 14— галтель; 15—вихідний отвір каналу для підведення масла до шатунного підшипника; 16 —канал  для підведення масла до шатунної шийки; 17 — щоки; 18 — блок-картер; 19 — упорне півкільце; 20 — корінна шийка; 21 — штифт; 22 — кришка корінного підшипника; 23— масловідбивне кільце; 24— штифт; 25— противаги/

   Осьові переміщення колінчастих валів обмежуються спеціальним пристроєм на одному з корінних підшипників. Для того щоб колінчастий вал не переміщався в осьовому напрямі, в торцьових заглибленнях з обох боків третьої корінної опори двигуна СМД-14 встановлено четверо упорних півкілець 19, виготовлених із сталеалюмінієвої стрічки. Півкільця удержуються від прокручування штифтом 21, запресованим в отвір кришки корінного підшипника 22. Фіксація від осьового переміщеня колінчастих валів двигунів АМ-01, АМ-41, Д-50 здійснюється за допомогою сталеалюмінієвих півкілець і бронзових (двигун ЯМЗ-238НБ) на задній опорі; у двигуні Д-37М фіксація здійснюється теж бронзовими півкільцями, але на третій опорі, а в двигунах КДМ-100 і Д-108 — упорним диском на передній опорі колінчастого вала.

   На задньому кінці колінчастого вала є маслозгінна різьба 13 і масловідбійний гребінь 10, які разом з повстяним сальником відвертають витікання масла з картера. У двигунах КДМ-100, Д-108 і Д-130 маслозгінна різьба є на обох кінцях вала.

2.     Вкладиші підшипників двигуна ЯМЗ-238НБ тришарові. Внутрішня поверхня стальної стрічки має шар свинцевистої бронзи завтовшки 0,3—0,6 мм, залитий зверху шаром (0,003 мм) спеціальної бронзи. Номінальна товщина вкладишів становить 4 мм.

   Для того щоб вкладиші під час роботи двигуна не зміщувались і не прокручувались, на них роблять виступи, які заходять у відповідні виїмки, зроблені на шатуні і його кришці.

   Для забезпечення нормальної роботи кривошипно-шатунного механізму між шатунною шийкою і вкладишем повинен бути певний зазор (для двигуна ЯМЗ-238НБ, наприклад, 0,056—0,106 мм). В процесі тривалої роботи двигуна цей зазор збільшується. Якщо величина зазора перевищує допустимий зазор, вкладиші замінюють новими нормального або ремонтного розміру, залежно від діаметра шатунної шийки.

Корінні підшипники колінчастого вала двигунів виготовляють так само, як і шатунні, у вигляді тонкостінних стальних вкладишів, залитих антифрикційним сплавом. Верхні вкладиші мають наскрізні отвори, які збігаються з отворами в блок-картері. По цих каналах масло з головної магістралі надходить до корінних підшипників. На першому, третьому і п'ятому верхніх вкладишах двигуна СМД-14 з внутрішнього боку є канавка, з якої масло надходить до шатунних підшипників. Нижній вкладиш вставляють у кришку, яку прикріплюють до блок-картера за допомогою болтів або шпильок з гайками.

 Для запобігання самовідгвинчуванню гайки шплінтують замковими шайбами або дротом.

   На багатоциліндрових тракторних двигунах не застосовують підшипники кочення, оскільки вони ускладнюють конструкцію двигуна. Підшипники кочення застосовують в одно- і двоциліндрових двигунах (ПД-10 тощо), де кількість опор не перевищує двох.

    Колінчасті вали двигуна СМД-14 за величиною діаметра шатунних і корінних шийок поділяються на дві розмірні групи. Під час складання колінчастого вала з вкладишами відповідно до розмірних груп забезпечується зазор у шатунних підшипниках в межах 0,085—0,141 мм, а в корінних 0,104—0,160 мм. Клеймо груп колінчастого вала нанесене на першій щоці, а клеймо груп вкладишів — на зовнішній поверхні.

3.     Маховик — це масивний чавунний диск, який забезпечує рівномірне обертання колінчастого вала, сприяє стійкій роботі Двигуна в момент рушання трактора з місця, дає можливість долати короткочасні перевантаження двигуна та полегшує його пуск.

    Розмір маховика залежить від кількості циліндрів, числа обертів колінчастого вала і тактності двигуна. При збільшенні кількості циліндрів зменшується нерівномірність обертання колінчастого вала, тому зменшується і розмір маховика. При збільшенні числа обертів колінчастого вала збільшується і величина кінетичної енергії, яку дістає маховик під час робочого ходу, внаслідок цього зменшується і маса маховика. Маховики двотактних двигунів менші від маховиків чотиритактних двигунів такої самої потужності.

   На зовнішній циліндричній поверхні маховика або на його торцевій поверхні є мітки, призначені для встановлення поршня в мертвій точці, встановлення моменту подачі палива або моменту запалювання.

 Маховик кріпиться на фланці колінчастого вала в певному положенні відносно кривошипів колінчастого вала, для цього отвори під болти або установочні штифти на фланці встановлені по колу несиметрично. На фланці вала й на маховику двигуна АМ-01 для цього нанесені мітки «К», які треба сумістити під час встановлення маховика. На колінчастому валу двигуна СМД-14 маховик 35 (рис. 9) центрується на фланці двома циліндричними штифтами і кріпиться шістьма болтами, які загвинчують у різьбові отвори 12 (рис. 20, а) фланця.

 Для перевірки фаз газорозподілу і кута випередження впорскування палива на ободі маховика є неглибока виїмка, яка вказує на положення поршня першого і четвертого циліндрів у в. м. т. Для встановлення поршня у в. м. т. потрібно викрутити установочну шпильку з картера маховика і довгим кінцем вставити її в отвір, з якого вона викручена. Після цього по вільно прокручувати колінчастий вал доти, поки шпилька зайде в мітку на маховику.

 У двигунах АМ-01 і АМ-41 поршень у верхню мертву точку встановлюють так само.   На задньому торці маховика є отвори, в які запресовані напрямні пальці для кріплення ведучих дисків муфти зчеплення. Внутрішня торцева поверхня проточена і прошліфована і є однією з робочих поверхонь муфти зчеплення. На обід маховика напресований зубчастий вінець, призначений для обертання колінчастого вала основного двигуна пусковим двигуном під час пуску.

4.     Термін роботи деталей двигунів залежить як від якості їх виго­товлення, так і від точного виконання правил технічної експлуа-» тації. При нормальних умовах експлуатації та правильному обслу­говуванні дизеля спрацьовування деталей кривошипно-шатунного механізму незначне і його надійна робота забезпечується протягом всього ресурсу дизеля. У випадку порушення правил технічного об­слуговування деталі кривошипно-шатунного механізму, які працю­ють в дуже несприятливих умовах, спрацьовуються швидше, по­тужність двигуна різко зменшується, інколи це може призвести до серйозних аварій.

Для забезпечення нормальних умов роботи деталей кривошип­но-шатунного механізму забороняється:

1.       Повністю завантажувати без попередньої обкатки, згідно з інструкцією з експлуатації, новий двигун або після капітального ре­монту Обкатка двигуна при поступово зростаючих навантаженнях забезпечує наближення тертьових поверхонь до розрахункових гео­метричних параметрів.

2.       Працювати на тракторі без попереднього прогріву двигуна до температури охолодної рідини не нижче 50°С. Непрогрітий двигун не забезпечує повної потужності через порушення процесів сумішо­утворення і згоряння палива, а також різкого погіршення умов ма­щення. При цьому прискорюється спрацювання деталей, в першу чергу гільз, поршнів, поршневих кілець, а також відбувається об­смолення цих деталей.

3.       Тривалий час працювати з перевантаженням двигуна.

4.       Працювати при температурі охолоджувальної рідини нижче 70°С і вище 95°С.

5.       Допускати тривалу роботу двигуна (понад 15 хв) при холос­тому ході, оскільки це супроводжується значним нагароутворенням і пригорянням (заклинюванням у канавках) поршневих кілець.

6.       Запускати двигун при температурі повітря нижче -5°С без попереднього його прогрівання за допомогою підігрівального при­строю або іншими способами.

7.       Експлуатувати двигун зі стуками, димними вихлопами, низь­ким тиском масла (нижче 0,1 МПа) та інтенсивним вигорянням масла.

8.       Розбирати кривошипно-шатунний механізм без необхідності. Робити це можна лише у закритому приміщенні і лише у випадку крайньої потреби.

5.Технічний догляд за кривошипно-шатунним механізмом треба виконувати згідно з вимогами інструкції заводу-виготівника.

Для запобігання підвищеного спрацьовування деталей криво­шипно-шатунного механізму тракторист зобов’язаний виконувати такі операції:

—     при щоденному технічному обслуговуванні (ЩТО) очищати двигун від пилу і бруду:

—     усувати підтікання охолоджувальної рідини і масла;

—     перевіряти зовнішнє кріплення деталей, звертаючи особливу увагу на щільність з'єднання повітроочисника і впускних трубопро­водів;

—     перевіряти рівень і стан масла в картері двигуна; під час робо­ти слідкувати за тиском масла і кольором вихлопних газів, пе­ревіряти роботу дизеля для виявлення сторонніх стуків;

—     при перших ознаках ненормальної роботи потрібно усунути несправності;

—  при першому і ~гу ТО-2) перевірити і при не

—  перевірити тиск ня. Зниження тиску масл: при працюючих агрегатах нях манометра свідчить колінчастого вала;

—     при першому і другому технічному обслуговуванні (ТО-1 і ТО-2) перевірити і при необхідності долити масло в картер двигуна;

—      перевірити тиск масла в головній магістралі системи мащен­ня. Зниження тиску масла до 0,15-0,10 МПа на прогрітому двигуні при працюючих агрегатах системи мащення і правильних показан­нях манометра свідчить про значне спрацювання підшипників колінчастого вала;

—      при третьому технічному обслуговуванні (ТО-3) перевірити технічний стан циліндро-поршневої групи за кількістю газів, які надходять в картер двигуна, за допомогою індикатора витрати газів при роботі у номінальному режимі або вимірюванням компресії (тиск в циліндрі наприкінці такту стиску) за допомогою ком- пресіометра. Для цього знімають головку циліндрів двигуна, очи­щають від нагару головку циліндрів і поршні, при необхідності міняють поршневі кільця і прокладку.

—      після встановлення головки циліндрів на блок-картер гайки шпильок необхідно затягувати у певній послідовності (рис. 3.6.) з необхідним моментом затягування гайок кріплення головки ци­ліндрів, наприклад, для дизелів СМД-18Н, СМД-31Т 220-240 Н-м (22-24 кГс м); СМД-60 відповідно 240-260 Н-м (24-26 кГс-м).