Остов двигателя
Маховик способствует равномерному вращению коленчатого вала и помогает двигателю преодолевать повышенные нагрузки при трогании с места и во время работы. Маховик представляет собой тяжелый чугунный диск. С задней стороны маховика некоторых двигателей предусмотрена выточка для размещения сцепления. На переднем торце находится углубление, по которому определяют положение поршня первого цилиндра. При совпадении этого углубления с отверстием в картере маховика поршень первого цилиндра находится в в.м.т. В ряде двигателей это совпадение соответствует положению поршня в момент начала подачи топлива к первому цилиндру. На маховиках некоторых двигателей нанесены метки с номерами цилиндров, в которых происходит такт сжатия. Метки и углубление на маховике используют при регулировке зазоров между клапанами и коромыслами.
На ободе маховика напрессован или закреплен болтами стальной зубчатый венец, необходимый для проворачивания коленчатого вала от пускового устройства или стартера.
Зачем на ободе маховика напрессован стальной зубчатый венец
Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.
Обращаться на почту aleksandr.belozerov@gmail.com.
Основному износу подвергается венец маховика, поэтому конструкторы предусмотрели возможность демонтажа для замены зубчатого обода. Демонтаж производится сбиванием венца, перед установкой обод нагревается до 200 градусов.
Поскольку маховик является элементом редуктора зубчатой передачи, он представляет собой крупногабаритную ведомую шестерню. Поскольку маховик используется в нескольких системах автомобиля, в его конструкцию входят элементы:
- зубья венца маховика – необходимы для передачи вращения;
- внутренняя посадочная поверхность – деталь крепится на валу ДВС;
- боковая поверхность – за счет плотного прилегания к ней ведущего диска сцепления вращение с двигателя передается в коробку передач.
Место установки маховика
С одной стороны интенсивный износ двигателя требует использования деталей из углеродистых и легированных сталей. С другой – наружный диаметр на венце превышает 25 см, что резко повышает себестоимость детали. Для увеличения ремонтопригодности и снижения цены маховика используется сборочная единица:
- чугунный диск, обладающий большой массой;
- закрепленный на его наружную часть с натягом зубчатый обод из легированной или углеродистой стали.
Конструкция маховика с венцом
Подобная конструкция позволяет сделать ремонт двигателя намного дешевле. Например, маховик для ВАЗ 2108 стоит в среднем 2 000 рублей, а венец обходится в 300 рублей. Кроме того, при равномерной односторонней выработке зубьев от зацепления с бендиксом зубчатый обод можно просто перевернуть, не покупая новый расходник.
Основными нюансами эксплуатации маховика являются:
- передача используется кратковременно в момент старта ДВС;
- после чего, деталь передает вращение с коленвала на КПП;
- вытаскивает за счет инерционности поршня их мертвых точек;
- сглаживает неравномерные угловые скорости коленвала, предотвращая износ двигателя.
При заводском изготовлении сборного маховика соблюдаются технологии, используется высокотехнологичное оборудование. После выработки рабочих поверхностей зубчатый венец маховика обычно заменяют в гараже, поэтому заявленный производителем ресурс обеспечить очень сложно.
Симптомы и причины неисправности
Из-за сложного доступа к маховику визуальный контроль этой шестерни редуктора зубчатой передачи затруднен, поэтому вспоминают про него владельцы авто при следующих симптомах:
- проблемы с запуском двигателя;
- рывки, скрежет и сторонние звуки в момент зацепления бендикса с маховиком.
Зацепление венца со стартером
Причинами, по которым происходит износ зубьев, являются:
- дефекты изготовления маховика – перегрев зубчатого обода при посадке приводит к отпуску стали, снижению прочности, увеличению пластичности конструкционного материала;
- непараллельность осей – передаточное число редуктора очень высокое, любое отклонение оси вала стартера от оси коленчатого вала приведет к выработке эвольвенты зуба с одной стороны;
- нарушение профиля зуба – со временем элементы передачи изнашиваются, в момент зацепления/расцепления шестеренок профиль срезается полностью;
- отсутствие смазки – в силу конструкционных особенностей передачи смазку нанести на бендикс и венец маховика невозможно физически.
В любом из указанных случаев рекомендуется замена венца маховика. В некоторых случаях бедикс может сточить лишь часть зуба с внешней стороны, поэтому достаточно поменять стороны венца.
Внимание: Маховик в сборе является не симметричной деталью, перевернуть его не получится из-за смещения одного посадочного отверстия болтового соединения, поэтому придется снимать венец, переворачивать его пригодной для дальнейшей эксплуатации редуктора стороной.
Замена венца
Поскольку зубчатый обод насаживается на диск маховика с натягом, его невозможно снять/надеть без нагрева. Основными проблемами самостоятельного ремонта в данном случае становятся:
- у владельца авто отсутствует специальное оборудование – используются горелки, паяльные лампы и, даже нагрев в духовке газовой плиты;
- температуру венца сложно определить – нагрев производится «на глаз»;
- технологические требования – зубчатый обод следует разогревать до 200 градусов, однако без специальных приборов температуру выдержать очень сложно.
Для повышения прочности стали зубчатый обод закаливают на заводе. Закаленные детали не рекомендуется нагревать, так как в этом случае венец автоматически подвергается другой термической обработке – отпуску. Получившиеся при закалке эксплуатационные характеристики – твердость, износостойкость конструкционного материала при этом изменяются в прямо противоположные свойства металла – вязкость и пластичность.
Другими словами, если перегреть обод, после надевания на диск и остывания на воздухе зубья станут мягче, сточатся гораздо быстрее. Существует три типа отпуска:
- высокий – нагрев до 450 – 600 градусов для получения структуры стали сорбит;
- средний – нагрев до 300 – 450 градусов для получения структуры стали троостит;
- низкий – нагрев до 150 – 300 градусов для получения структуры мартенсит.
При перегреве изменится структура металла
Самостоятельная замена венца маховика должна производиться при нагреве обода в пределах 200 градусов, поскольку низкий отпуск не опасен для детали, практически не снижает твердость и прочность стали, заодно ликвидирует внутренние напряжения.
Демонтаж
Никаких дополнительных способов фиксации кроме посадки с натягом венец на маховик не имеет, поэтому снимается достаточно легко, даже без нагрева:
- деталь укладывается на подставки, чтобы зубчатый обод свисал;
- молотком по окружности венца наносятся равномерные удары.
Демонтаж зубчатого обода
Если зубчатый обод однозначно выбраковывается под замену, можно стучать прямо по зубьям. При повороте венца на 180 градусов для дальнейшей эксплуатации удары наносятся через прокладку – второй молоток, зубило, кусок арматуры.
Выбор зубчатого венца
Прежде, чем заменить венец маховика новой расходной деталью, необходимо подобрать полноценную замену:
- центробежные силы стремятся разорвать диск во время эксплуатации;
- происходит искажение плоской поверхности, к которой прижимается сцепление;
- трение накладок о маховик вызывает нагрев, еще больше увеличивает коробление плоскости.
После посадки с натягом зубчатый обод стягивает диск маховика, избавляя от вышеуказанных дефектов. Кроме увеличения эксплуатационного ресурса маховика, повышается срок службы сцепления авто.
Для удобства надевания обода на диск внутренний диаметр оснащен с одной стороны фаской. Продукция ведущих производителей имеет дополнительную фаску на наружном диаметре венца, то есть на самих зубьях. При включении стартера в этом случае не происходит жесткого упирания шестерни бендикса в зубья маховика.
Все указанные конструкционные особенности присутствуют в венцах производителя Tanaki. Количество зубьев должно совпадать изначально. В ДВС некоторых производителей маховик используется в качестве элемента датчика положения коленвала ДПКВ. В этом случае два зуба на венце пропущены, перед демонтажом необходимо создать отметку взаимного расположения участка с пропущенным зубом относительно диска.
Установка
Смонтировать венец автомобильного маховика без нагрева можно только при повороте. Однако даже в этом случае остается риск прокручивания обода относительно диска в процессе эксплуатации, поэтому после монтажа эту деталь прихватывают сваркой в 4 точках.
Способы нагрева венца
Основными методами нагрев при установке венца на маховик являются:
- духовой шкаф или конфорки газовой, электрической плиты – перегреть деталь очень сложно, на конфорках ее придется периодически проворачивать;
- паяльная лампа или газовая горелка – необходимо контролировать перегрев визуально, не допуская изменения цвета зубчатого обода.
Нагрев на электроплите
Нагрев горелкой газовой
В любом из указанных вариантов диск маховика должен находиться в непосредственной близости от места нагрева обода, чтобы как можно быстрее установить его пассатижами, клещами или руками в специальных термостойких перчатках на посадочную поверхность.
Внимание: Венцы с пропущенным зубом для ДПКВ монтируются по меткам. В остальных случаях достаточно просто уложить обод, не предпринимая больше никаких действий.
После остывания деталь сожмется самостоятельно, в случае необходимости применяются прихватки в нескольких точках.
Переворот старого обода
Чтобы перевернуть эксплуатируемый венец маховика, необходимо сбить его с посадочного места, перевернуть диск, надеть нагретый обод на свое место. Если на заводе или во время последующей замены этот элемент надевают фаской внутрь, то при повороте фаска автоматически остается снаружи.
Переворот зубчатого обода
Основные ошибки самостоятельной замены
Несмотря на предельно простую технологию, автолюбители часто допускают при замене венца следующие ошибки:
- перед тем, как снять зубчатый обод, следует произвести ревизию боковой плоскости маховика под сцепление, и отверстий для крепежных болтов;
- установка с перегревом отдельных участков венца приведет к быстрому износу зубьев именно на этих местах, так как происходит отпуск стали;
- наружный диаметр зубьев должен иметь фаску для плавного зацепления с бендиксом стартера без ударов.
Для того, чтобы уменьшить износ двигателя и увеличить приемистость машины на высоких оборотах, маховик часто облегчают. Из-за наличия дополнительных отверстий на наружном диаметре диска в зоне, примыкающей к зубчатому ободу, венец часто приваривается к диску.
В этом случае заменить изношенный элемент гораздо труднее, а перевернуть его вряд ли получится.
Таким образом, венец можно заменить собственными силами при значительной выработке профиля зуба на отдельных участках. Снять обод можно на холодную, а при установке потребуется нагрев до 200 градусов максимум.
Как заменить венец маховика самостоятельно
Основному износу подвергается венец маховика, поэтому конструкторы предусмотрели возможность демонтажа для замены зубчатого обода. Демонтаж производится сбиванием венца, перед установкой обод нагревается до 200 градусов.
Конструкция и назначение маховика
Поскольку маховик является элементом редуктора зубчатой передачи, он представляет собой крупногабаритную ведомую шестерню. Поскольку маховик используется в нескольких системах автомобиля, в его конструкцию входят элементы:
- зубья венца маховика – необходимы для передачи вращения;
- внутренняя посадочная поверхность – деталь крепится на валу ДВС;
- боковая поверхность – за счет плотного прилегания к ней ведущего диска сцепления вращение с двигателя передается в коробку передач.
С одной стороны интенсивный износ двигателя требует использования деталей из углеродистых и легированных сталей. С другой – наружный диаметр на венце превышает 25 см, что резко повышает себестоимость детали. Для увеличения ремонтопригодности и снижения цены маховика используется сборочная единица:
- чугунный диск, обладающий большой массой;
- закрепленный на его наружную часть с натягом зубчатый обод из легированной или углеродистой стали.
Подобная конструкция позволяет сделать ремонт двигателя намного дешевле. Например, маховик для ВАЗ 2108 стоит в среднем 2 000 рублей, а венец обходится в 300 рублей. Кроме того, при равномерной односторонней выработке зубьев от зацепления с бендиксом зубчатый обод можно просто перевернуть, не покупая новый расходник.
Основными нюансами эксплуатации маховика являются:
- передача используется кратковременно в момент старта ДВС;
- после чего, деталь передает вращение с коленвала на КПП;
- вытаскивает за счет инерционности поршня их мертвых точек;
- сглаживает неравномерные угловые скорости коленвала, предотвращая износ двигателя.
При заводском изготовлении сборного маховика соблюдаются технологии, используется высокотехнологичное оборудование. После выработки рабочих поверхностей зубчатый венец маховика обычно заменяют в гараже, поэтому заявленный производителем ресурс обеспечить очень сложно.
Симптомы и причины неисправности
Из-за сложного доступа к маховику визуальный контроль этой шестерни редуктора зубчатой передачи затруднен, поэтому вспоминают про него владельцы авто при следующих симптомах:
- проблемы с запуском двигателя;
- рывки, скрежет и сторонние звуки в момент зацепления бендикса с маховиком.
Причинами, по которым происходит износ зубьев, являются:
- дефекты изготовления маховика – перегрев зубчатого обода при посадке приводит к отпуску стали, снижению прочности, увеличению пластичности конструкционного материала;
- непараллельность осей – передаточное число редуктора очень высокое, любое отклонение оси вала стартера от оси коленчатого вала приведет к выработке эвольвенты зуба с одной стороны;
- нарушение профиля зуба – со временем элементы передачи изнашиваются, в момент зацепления/расцепления шестеренок профиль срезается полностью;
- отсутствие смазки – в силу конструкционных особенностей передачи смазку нанести на бендикс и венец маховика невозможно физически.
В любом из указанных случаев рекомендуется замена венца маховика. В некоторых случаях бедикс может сточить лишь часть зуба с внешней стороны, поэтому достаточно поменять стороны венца.
Внимание: Маховик в сборе является не симметричной деталью, перевернуть его не получится из-за смещения одного посадочного отверстия болтового соединения, поэтому придется снимать венец, переворачивать его пригодной для дальнейшей эксплуатации редуктора стороной.
Замена венца
Поскольку зубчатый обод насаживается на диск маховика с натягом, его невозможно снять/надеть без нагрева. Основными проблемами самостоятельного ремонта в данном случае становятся:
- у владельца авто отсутствует специальное оборудование – используются горелки, паяльные лампы и, даже нагрев в духовке газовой плиты;
- температуру венца сложно определить – нагрев производится «на глаз»;
- технологические требования – зубчатый обод следует разогревать до 200 градусов, однако без специальных приборов температуру выдержать очень сложно.
Для повышения прочности стали зубчатый обод закаливают на заводе. Закаленные детали не рекомендуется нагревать, так как в этом случае венец автоматически подвергается другой термической обработке – отпуску. Получившиеся при закалке эксплуатационные характеристики – твердость, износостойкость конструкционного материала при этом изменяются в прямо противоположные свойства металла – вязкость и пластичность.
Другими словами, если перегреть обод, после надевания на диск и остывания на воздухе зубья станут мягче, сточатся гораздо быстрее. Существует три типа отпуска:
- высокий – нагрев до 450 – 600 градусов для получения структуры стали сорбит;
- средний – нагрев до 300 – 450 градусов для получения структуры стали троостит;
- низкий – нагрев до 150 – 300 градусов для получения структуры мартенсит.
Самостоятельная замена венца маховика должна производиться при нагреве обода в пределах 200 градусов, поскольку низкий отпуск не опасен для детали, практически не снижает твердость и прочность стали, заодно ликвидирует внутренние напряжения.
Демонтаж
Никаких дополнительных способов фиксации кроме посадки с натягом венец на маховик не имеет, поэтому снимается достаточно легко, даже без нагрева:
- деталь укладывается на подставки, чтобы зубчатый обод свисал;
- молотком по окружности венца наносятся равномерные удары.
Если зубчатый обод однозначно выбраковывается под замену, можно стучать прямо по зубьям. При повороте венца на 180 градусов для дальнейшей эксплуатации удары наносятся через прокладку – второй молоток, зубило, кусок арматуры.
Выбор зубчатого венца
Прежде, чем заменить венец маховика новой расходной деталью, необходимо подобрать полноценную замену:
- центробежные силы стремятся разорвать диск во время эксплуатации;
- происходит искажение плоской поверхности, к которой прижимается сцепление;
- трение накладок о маховик вызывает нагрев, еще больше увеличивает коробление плоскости.
После посадки с натягом зубчатый обод стягивает диск маховика, избавляя от вышеуказанных дефектов. Кроме увеличения эксплуатационного ресурса маховика, повышается срок службы сцепления авто.
Для удобства надевания обода на диск внутренний диаметр оснащен с одной стороны фаской. Продукция ведущих производителей имеет дополнительную фаску на наружном диаметре венца, то есть на самих зубьях. При включении стартера в этом случае не происходит жесткого упирания шестерни бендикса в зубья маховика.
Все указанные конструкционные особенности присутствуют в венцах производителя Tanaki. Количество зубьев должно совпадать изначально. В ДВС некоторых производителей маховик используется в качестве элемента датчика положения коленвала ДПКВ. В этом случае два зуба на венце пропущены, перед демонтажом необходимо создать отметку взаимного расположения участка с пропущенным зубом относительно диска.
Установка
Смонтировать венец автомобильного маховика без нагрева можно только при повороте. Однако даже в этом случае остается риск прокручивания обода относительно диска в процессе эксплуатации, поэтому после монтажа эту деталь прихватывают сваркой в 4 точках.
Способы нагрева венца
Основными методами нагрев при установке венца на маховик являются:
- духовой шкаф или конфорки газовой, электрической плиты – перегреть деталь очень сложно, на конфорках ее придется периодически проворачивать;
- паяльная лампа или газовая горелка – необходимо контролировать перегрев визуально, не допуская изменения цвета зубчатого обода.
В любом из указанных вариантов диск маховика должен находиться в непосредственной близости от места нагрева обода, чтобы как можно быстрее установить его пассатижами, клещами или руками в специальных термостойких перчатках на посадочную поверхность.
Внимание: Венцы с пропущенным зубом для ДПКВ монтируются по меткам. В остальных случаях достаточно просто уложить обод, не предпринимая больше никаких действий.
После остывания деталь сожмется самостоятельно, в случае необходимости применяются прихватки в нескольких точках.
Переворот старого обода
Чтобы перевернуть эксплуатируемый венец маховика, необходимо сбить его с посадочного места, перевернуть диск, надеть нагретый обод на свое место. Если на заводе или во время последующей замены этот элемент надевают фаской внутрь, то при повороте фаска автоматически остается снаружи.
Основные ошибки самостоятельной замены
Несмотря на предельно простую технологию, автолюбители часто допускают при замене венца следующие ошибки:
- перед тем, как снять зубчатый обод, следует произвести ревизию боковой плоскости маховика под сцепление, и отверстий для крепежных болтов;
- установка с перегревом отдельных участков венца приведет к быстрому износу зубьев именно на этих местах, так как происходит отпуск стали;
- наружный диаметр зубьев должен иметь фаску для плавного зацепления с бендиксом стартера без ударов.
Для того, чтобы уменьшить износ двигателя и увеличить приемистость машины на высоких оборотах, маховик часто облегчают. Из-за наличия дополнительных отверстий на наружном диаметре диска в зоне, примыкающей к зубчатому ободу, венец часто приваривается к диску.
В этом случае заменить изношенный элемент гораздо труднее, а перевернуть его вряд ли получится.
Таким образом, венец можно заменить собственными силами при значительной выработке профиля зуба на отдельных участках. Снять обод можно на холодную, а при установке потребуется нагрев до 200 градусов максимум.
Остов двигателя
Маховик способствует равномерному вращению коленчатого вала и помогает двигателю преодолевать повышенные нагрузки при трогании с места и во время работы. Маховик представляет собой тяжелый чугунный диск. С задней стороны маховика некоторых двигателей предусмотрена выточка для размещения сцепления. На переднем торце находится углубление, по которому определяют положение поршня первого цилиндра. При совпадении этого углубления с отверстием в картере маховика поршень первого цилиндра находится в в.м.т. В ряде двигателей это совпадение соответствует положению поршня в момент начала подачи топлива к первому цилиндру. На маховиках некоторых двигателей нанесены метки с номерами цилиндров, в которых происходит такт сжатия. Метки и углубление на маховике используют при регулировке зазоров между клапанами и коромыслами.
На ободе маховика напрессован или закреплен болтами стальной зубчатый венец, необходимый для проворачивания коленчатого вала от пускового устройства или стартера.
Маховик и поддон картера. Подвеска двигателя.
Маховик представляет собой массивный диск, отливаемый из чугуна. Он повышает равномерность вращения коленчатого вала, что особенно важно при малой частоте вращения, и передает крутящий момент трансмиссии автомобиля. Изготовлен маховик из чугуна. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.
На некоторых двигателях на маховик наносят метки или запрессовывают в него стальной шарик, по которому устанавливают поршень первого цилиндра в ВМТ и проверяют установку зажигания.
Поддон, или нижняя часть картера, предохраняет от попадания в него пыли и грязи и служит резервуаром для масла. Его штампуют из листовой стали или отливают из легкого сплава. Поддон крепится болтами или шпильками, плоскость разъема уплотняется пробковой прокладкой и располагается ниже оси коленчатого вала, что повышает жесткость картера.
Подвеску двигателя к раме делают в трех или четырех точках. В качестве опор к блоку двигателя приворачивают специальные кронштейны (лапы). Задними опорами иногда служат лапы картера сцепления или удлинитель коробки передач. Под опоры устанавливают резиновые подушки или пружины. Это уменьшает вибрации двигателя из–за неравномерности крутящего момента и неполной уравновешенности вращающихся масс, смягчает удары, передаваемые от рамы к двигателю при движении автомобиля по неровной дороге.
Подвеска двигателя на эластичных опорах имеет ограничители продольного перемещения, их выполняют в виде тяги или скобы. Часто для фиксации двигателя относительно рамы используют реактивные тяги.
Механизм газораспределения
Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндры воздуха (дизели) или горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) и выпуска из них отработавших газов. Механизм газораспределения может иметь верхнее расположение клапанов (в головке цилиндров) или нижнее (в блоке цилиндров). В современных автомобильных двигателях применяют механизм газораспределения с верхним расположением клапанов, которое позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечить лучшее наполнение цилиндров горючей смесью и облегчить регулировку тепловых зазоров.
Рисунок 3.7. – Механизм газораспределения:
1 – шестерня распределительного вала, 2 – упорный фланец, 3 – распорное кольцо, 4 – опорные шейки, 5 – эксцентрик привода топливного насос, 6 – кулачки выпускных клапанов, 7 – кулачки впускных клапанов, 8 – втулки, 9 – впускной клапан, 10 –направляющая втулка, 11 – упорная шайба, 12 – пружина, 13 – ось коромысел, 14 – коромысло, 15 – регулировочный винт, 16 –стойка оси коромысел, 17 – механизм поворота выпускного клапана, I8 – выпускной клапан, 19 – штанга, 20 – толкатели, 21 – шестерня привода масляного насоса и прерывателя–распределителя
Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов.
На рисунке показан механизм газораспределения двигателя ЗИЛ–130. Усилие от кулачков 6 и 7 распределительного вала через толкатели 20, штанги 19 и коромысла 14 передается клапанам, которые открываются, сжимая пружины 12. Закрытие клапанов происходит под действием сжатых пружин. На общем для обоих рядов цилиндров распределительном вале имеются также шестерни 21 привода масляного насоса и прерывателя–распределителя, а также эксцентрик 5 привода топливоподкачивающего насоса. Распределительный вал расположен в блоке цилиндров и шестерней 1 приводится от коленчатого вала; частота вращения распределительного вала должна быть в два раза меньше частоты вращения коленчатого вала.
Для ограничения осевых перемещений распределительного вала между шестерней 1 и передней опорной шейкой 4 установлено распорное кольцо 3, которое обеспечивает зазор (0,1 – 0,2 мм) между упорным фланцем 2 и шестерней 1.
Механизм газораспределения дизеля также имеет один распределительный вал 1 с шестерней привода 17, установленной на заднем конце вала.
Рисунок 3.8. – Детали механизма газораспределения:
1 – распределительный вал, 2 – толкатель, 3 – направляющая толкателей, 4 – штанга, 5 – регулировочный винт, 6 – коромысло, 7 – контргайка, 8 – втулка, 9 – тарелка, 10 – пружина внутренняя, 11 – пружина наружная, 12– шайба, 13 – сухарь, 14 – впускной клапан, 15 – выпускной клапан, 16 – фланец, 17 – шестерня.
Стальной распределительный вал установлен в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения.
Осевое перемещение вала ограничено корпусом заднего подшипника, в торцы которого с одной стороны упирается ступица шестерни 17, а с другой – упорный бурт задней опорной шейки вала.
Стальные толкатели 2 грибкового типа пустотелые с цилиндрической направляющей частью. Тарелка толкателя имеет наплавку отбеленным чугуном.
Направляющая 3 толкателей делается съемной, общей для четырех толкателей, что облегчает ее ремонт. Впускной 14 и выпускной 15 клапаны изготовлены из жаропрочной стали. Стержни клапанов на длине 120 мм от верхнего торца покрыты графитом для лучшей переработки. Во время работы двигателя клапаны поворачиваются относительно седла за счет специальной конструкции разъемного соединения (втулка 8 – тарелка 9), что повышает продолжительность их эксплуатации без ремонта.
Коленчатый вал и маховик
Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, передавая его приводным системам и механизмам двигателя и трансмиссии трактора. В процессе работы коленчатый вал находится в очень сложном напряженном состоянии: на него действуют сжимающие и растягивающие усилия, инерционные и центробежные силы, скручивающие и изгибающие моменты. Коленчатый вал должен быть: прочным, жестким, износоустойчивым, статически и динамически уравновешенным, обтекаемым, не подвергаться резонансным и крутильным колебаниям, иметь небольшую массу.
Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками, фланца для крепления маховика и носка.
Шатунные шейки вала дизелей тракторов ТДТ-55А, ТТ-4 и К-703 имеют полости, закрытые резьбовыми пробками, в которых осуществляется дополнительная центробежная очистка масла перед поступлением в шатунные подшипники.
Коренные шейки служат для установки коленчатого вала в подшипниках, размещенных в картере двигателя. При помощи шатунных шеек вал соединяется с нижними головками шатунов. Шатунные и коренные шейки соединяют при помощи щек. Для разгрузки коренных подшипников от инерционных сил движущихся деталей шатунно-поршневой группы на щеках вала установлены противовесы, в сборе с которыми вал балансируется. Противовесы могут изготовляться заодно со щеками или в виде отдельных, надежно закрепленных деталей. Шатунная шейка вместе с прилегающими к ней щеками образует колено вала или кривошип.
Для избежания разрушения коленчатых валов в местах перехода щек к коренным и шатунным шейкам выполняют закругления — галтели. В коренных и шатунных шейках и в щеках просверлены каналы для подачи под давлением масла к шатунным подшипникам.
На передней части коленчатого вала крепятся: шестерня привода распределительного вала, шкив приводных ремней, маслоотражатель, сальник и храповик для проворачивания вала рукояткой. К хвостовику коленчатого вала болтами крепится маховик. На хвостовике вала имеется маслосъемная резьба и маслоотражательный буртик, а в торце имеется гнездо для установки переднего подшипника вала муфты сцепления.
Носик и хвостовик вала уплотняются резиновыми самоподжимными манжетами. Коленчатый вал вращается в коренных подшипниках, имеющих вкладыши из сталеалюминевой ленты.
Изготовляют коленчатые валы из углеродистых и легированных сталей штамповкой или литьем с последующей механической и термической обработкой. Для повышения износоустойчивости коренных и шатунных шеек их подвергают поверхностной закалке, а затем шлифуют и полируют.
Форма коленчатого вала зависит от числа и расположения цилиндров, тактности и порядка работы двигателя. Она должна обеспечивать равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах по углу поворота коленчатого вала, принятую последовательность работы цилиндров и уравновешенность двигателя.
Число шатунных шеек на коленчатом валу двигателя с однорядным расположением цилиндров равно числу цилиндров. У двигателей с V-образным расположением цилиндров число шатунных шеек равно половине числа цилиндров: у этих двигателей на каждой шейке рядом установлены головки двух шатунов. Число коренных шеек коленчатого вала у v-образных двигателей обычно на одну больше, чем у шатунных. Например, восьмицилиндровый дизельный двигатель ЯМЗ-2Э8НБ имеет пять коренных шеек, а коленчатый вал шестицилиндрового дизеля А-01МЛ — семь коренных шеек. Чем больше опор в виде коренных шеек имеет коленчатый вал, тем более жесткой и надежной получается конструкция двигателя, облегчается нагрузка на опорные подшипники, но при этом усложняется устройство вала и картера, увеличивается длина двигателя, возрастает стоимость изготовления и ремонта.
Вкладыши коренных подшипников устанавливают в постели блок-картера и крышки коренных подшипников, а фиксацию осуществляют таким же способом, как и шатунных.
Маховик обеспечивает равномерность вращения коленчатого вала, пуск двигателя и трогание трактора с места. Точная его установка на коленчатом валу дизельных двигателей фелевочных тракторов производится при помощи двух установочных штифтов. Крепление маховика к фланцу коленчатого вала осуществляется болтами, которые надежно стопорятся.
При рабочем ходе в одноцилиндровом двигателе коленчатый вал с маховиком воспринимает усилие от поршня через шатун и раскручивается, накапливая энергию, которая затем, прежде всего, используется на выполнение остальных подготовительных тактов рабочего процесса. По мере увеличения в двигателе числа цилиндров и частоты рабочих тактов (у двухтактных двигателях) сокращается потребность в энергии маховика для выполнения подготовительных тактов. Поэтому размеры маховика и его масса у таких двигателей меньше.
При пуске двигателя маховик, получив энергию после рабочего хода в одном из цилиндров, обеспечивает за счет инерции вращение коленчатого вала, при этом в остальных цилиндрах создаются условия для протекания рабочих ходов, в результате чего двигатель начинает работать.
Маховик отливают из чугуна в виде диска. Для увеличения момента инерции маховика основную массу его металла располагают по ободу, т.е. на максимальном расстоянии от оси вращения маховика. На обод маховика напрессовывают стальной зубчатый венец, с которым при пуске двигателя входит в зацепление шестерня пускового устройства, и наносят метки для определения положения поршня в первом цилиндре и установки момента зажигания или момента подачи топлива.
В сборе с коленчатым валом маховик балансируется. Это выполняют для того, чтобы при их вращении не возникало вибрации и биения от центробежных сил и не происходил усиленный износ коренных подшипников двигателя. На заднем торце маховика монтируют сцепления.
При работе двигателя на коленчатый вал действуют осевые усилия от работы косозубых шестерен привода газораспределения, включения муфты сцепления и нагрева вала. Чтобы ограничить осевые перемещения коленчатого вала, один из коренных подшипников (задний, передний или средний) выполняют упорным. Для этого вкладыши таких подшипников снабжаются отбортовкой, упорными кольцами или полукольцами. От осевых перемещений коленчатый вал дизельных двигателей тракторов ТДТ-55А, ТТ-4 и К-703 фиксируется четырьмя полукольцами, которые устанавливаются в выточках среднего (СМД-14БН) или заднего коренного подшипника.