Механизм газораспределения двигателя КамАЗ-740

Механизм газораспределения этого двигателя состоит из распределительного вала 1 (рис. 14) с шестерней 17, толкателей 2 с направляющими 3, штанг 4, коромысел 6 с регулировочными винтами 5 и контргайками 7, впускных 14 и выпускных 15 клапанов с пружинами 10,11 и деталями их крепления, привода распределительного вала.

Рис.14. Механизм газораспределительный

1 — вал распределительный; 2 — толкатель; 3 — направляющая толкателя; 4 — штанга толкателя; 5 — клапан выпускной; 6 — винт регулировочный; 7 — коромысло; 8- втулка; 9-тарелка пружины; 10 и 11- внутренняя и наружная пружи­ны; 12 — шайба; 13-сухарь; 14-уплотнительная манжета впускного клапана; 15 — направляющая втулка клапана; 16-клапан впускной; 17-шестерня распределительного вала; 18-корпус подшипника; 19-втулка подшипника.

Распределительный вал изготовлен из стали. Он имеет пять опорных шеек и шестнадцать кулачков, преобразующих вращательное движение вала в поступательное движение толкателей, штанги клапанов. Количество кулачков и их расположение соответствует числу клапанов и последовательности их открытия. Рабочие поверхности опорных шеек и кулачков цементированы и закалены токами высокой частоты. Профили у кулачков для впускных и выпускных неодинаковые, поверхности вершин кулачков скошены. Распределительный вал установлен в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом. Задний подшипник установлен в опоре , которая крепится к блоку тремя болтами. На заднем конце вала при помощи шпонки закреплена прямозубая шестерня. От осевых смещений вал удерживается опорой, в которую с одной стороны упирается ступица шестерни , а с другой стороны — упорный бурт задней опорной шейки.

Толкатели передают усилие от кулачков распределительного вала к штангам. Цилиндрическая направляющая часть толкателя пустотелая, в ней имеются два отверстия для слива масла из внутренней полости. Этим маслом смазывается боковая поверхность толкателей и кулачки распределительного вала. Внутренняя поверхность толкателя заканчивается сферическим гнездом, куда упирается нижний конец штанги. Торцевая поверхность толкателя, сопряженная с кулачком, для повышения износостойкости наплавляется отбеленным чугуном и имеет тарельчатую форму.

Толкатели устанавливаются в чугунных направляющих, прикрепленных к блоку цилиндров. При работе двигателя толкатели постоянно вращаются вокруг своих осей, что обеспечивает их равномерный износ. Вращение толкателей достигается за счет сферической поверхности их тарелок и скошенных поверхностей кулачков распределительного вала. Штанги передают усилие от толкателей на коромысла, они изготовлены из стали, пустотелые, со вставными наконечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверхность, верхний наконечник выполнен в виде сферической чашки. Для прохода смазки через штанги в наконечниках имеются отверстия.

Коромысла передают усилия от штанг клапанам, изготовлены из стали. Каждое коромысло представляет собой двухплечий рычаг, в отверс­тие которого запрессована бронзовая втулка. Носик длинного плеча коро­мысла закален до высокой твердости. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт с контргайкой для регулировки зазора между ко­ромыслом и торцом стержня клапана.

Коромысла впускного и выпускного клапанов установлены па общей стойке, закрепленной на головке цилиндров двумя шпильками. Осевое пе­ремещение коромысел ограничивается пластинчатым фиксатором, установленным под стойку. В стойке имеется отверстие для подвода масла к ко­ромыслам.

Клапаны предназначены для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Каждый цилиндр имеет один впускной и один выпускной клапаны. Оба клапана изготавливаются из жаропрочной стали. Клапан состоит из головки и стержня; головка имеет рабочую фаску, а стержень кольцевую проточку. Диаметр головки впускного клапана больше, чем у выпускного клапана, это улучшает наполнение цилиндра воздухом. Рабочая фаска головки выпускного клапана, работающего в условиях высоких температур, упрочнена износостойким и коррозионно-стойким сплавом стелитом.

Клапана перемещаются в металлопоперечных втулках, запрессованных в головку блока. Для лучшей приработки стержни клапанов перед сборкой покрываются графитом. На втулке впускного клапана устанавливается уплотнительная манжета для ограничения поступления масла в зазор между стержнем клапана и втулкой. К этим деталям посыпает масло, вытекающее из сопряжения коромысла с осью.

Клапанные пружины обеспечивают плотное закрытие клапанов, изготовлены из специальной пружинной стали. На каждый клапан устанавливается две цилиндрические пружины с противоположной навивкой. Одним торцом пружины опираются на головку через стальную шайбу и вторым — в упорную тарелку, которая упирается в коническую втулку, удерживаемую на клапане двумя конусными сухарями, Втулка имеет небольшую торцовую опорную поверхность, поэтому трение между втулкой и тарелкой незначительное. Вследствие этого клапан под воздействием вибраций имеет возможность проворачиваться относительно седла, чем повышается срок его службы.

Рис.15. Установка шестерен привода агрегатов: 1-шестерня ведущая;2,3-шестерни промежуточные;4-шестерня распределительного вала; 5-шестерня привода топливного насоса; 6-шестерня привода насоса усилительного механизма; 7-шестерня привода ком­прессора

Привод распределительного вала осуществляется от ведущей шестерни 1 (рис, 15), установленной на хвостовике коленчатого вала через блок промежуточных шестерен 2 и 3. Все шестерни стальные, штампованные с термообработанными прямыми зубьями. Блок шестерен вращается на сдвоенном коническом роликоподшипнике, установленном на оси, закрепленной на заднем торце блока цилиндров. От шестерни распределительного вала через шестерню 5 получает привод топливный насос высокого давления, а от шестерни 5 через шестерни 6 и 7 соответственно насос гидроусилителя рулевого привода и компрессор.

Для согласованной работы кривошипно-шатунного газораспределительного механизмов и топливного насоса шестерни устанавливаются по меткам «О» и рискам, нанесенным на их торцах. Работа механизма газораспределения заключается в следующем. Вращение коленчатого вала двигателя через блок промежуточных шестерен передается на распределительный вал, кулачки которого набегают на толкатели и заставляют их перемещаться. Усилия от толкателей через штанги и коромысла передаются клапанам, заставляя их открываться. При сбегании кулачков с толкателей клапаны закрываются под действием своих пружин.

Фазами газораспределения называются продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов, выраженных в углах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Для лучшего наполнения цилиндров воздухом (или горючей смесью) впускные клапаны открываются до подхода поршня к ВМТ в такте впуска, т.е. с опережением, а закрываются с запозданием после прохождения поршнем НМТ в такте сжатия. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускные также открываются до подхода поршня к НМТ в такте расширения, а закрываются после прохождения поршня ВМТ в такте впуска.

Рис.16. Диаграммы фаз газораспределения: а-фазы газораспределения двигателя ЗМЗ-66; б-фазы газораспределения двигателей ЗИЛ-131, ЗИЛ-130

Фазы газораспределения изображаются в виде круговых диаграмм у (рис. 16). Из диаграммы видно, что при работе двигателя возникают поло­жения, при которых одновременно открыты впускные и выпускные клапаны; такое состояние называется перекрытием клапанов. Для рассматриваемого двигателя оно составляет 20° при положений поршня у ВМТ и 112 при положении поршня у НМТ.

Тепловой зазор между торцом клапана и коромыслом необходим для полного открытия и плотного закрытия клапана в горячем состоянии.

Величина этого зазора должна составлять на холодном двигателе для впускного клапана 0,25 . 0,30 мм, для выпускного 0,36 . 0,40мм.

При увеличенном зазоре клапан полностью не открывается, что ухудшает наполнение цилиндров свежим зарядом и затрудняет удаление отработавших газов. При недостаточном зазоре клапаны, нагреваясь, могут неплотно закрываться, что вызывает утечку газов и перегрев клапанов с возможностью прогара их фасок. Во всех случаях снижается мощность двигателя и возрастает расход топлива.

Регулировка теплового зазора производится с помощью регулиро­вочного винта 5 (см.рис.14) с контргайкой 7.

Общее устройство двигателя КамАЗ серий 740 и евро

Грузовые автомобили КамАЗ начали производить в 1969 году, для него инженеры создали 4-тактный дизельный восьмицилиндровый мотор КамАЗ-740 V8. Данный силовой агрегат имел рабочий объем в 10852 см3, а мощность его составляла 210 лошадиных сил. Затем показатели мощности пришлось расширить от 180 л.с. до 360. Эти грузовики комплектовались пневмоусилителем сцепления, 5-ступенчатой коробкой с синхронизаторами.

Продольный разрез двигателя КамАЗ

1 — генератор; 2 — насос топливный низкого давления; 3 — насос топливоподкачивающий ручной; 4 — насос топливный высокого давления; 5 — муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива; 6-полумуфта ведущая привода топливного насоса высокого давления; 7-патрубок соединительный впускных воздухопроводов; 8 — фильтр тонкой очистки топлива; 9 — вал кулачковый; 10 -маховик; 11 — картер маховика; 12-пробка сливная; 13-картер двигателя; 14-вал коленчатый; 15 — насос масляный; 16 — валик привода ведущей части гидромуфты; 17 — шкив привода генератора; 18-крыльчатка вентилятора

Поперечный разрез двигателя КамАЗ-740

1 — фильтр полнопоточный очистки масла; 2 — горловина маслозаливная; 3 -указатель уровня масла; 4 — фильтр центробежный масляный; 5 -коробка термостатов; 6 — рым-болт передний; 7 — компрессор; 8 -насос гидроусилителя рулевого управления; 9 — рым-болт задний; 10 — труба водяная левая; 11 — свеча факельная; 12- воздухопровод впускной левый; 13 — форсунка; 14 — скоба крепления форсунки; 15 — патрубок выпускного коллектора; 16 — коллектор выпускной

Конструктивные особенности двигателя КамАЗ-740

— поршни, отлитые из высококремнистого алюминиевого сплава, с чугунной упрочняющей вставкой под верхнее компрессионное кольцо и коллоидно-графитным приработочным покрытием юбки;
— гильзы цилиндров, объемно закаленные и обработанные плосковершинным хонингованием;
— поршневые кольца с хромовым и молибденовым покрытием боковых поверхностей;
— трехслойные тонкостенные сталебронзовые вкладыши коренных и шатунных подшипников;
— закрытую систему охлаждения, заполняемую низкозамерзающей охлаждающей жидкостью, с автомати ческим регулированием температурного режима,гидромуфтой привода вентилятора и термостатами;
— высокоэффективную фильтрацию масла, топлива и воздуха бумажными фильтрующими элементами;
— электрофакельное устройство подогрева воздуха, обеспечивающее надежный пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха до минус 25 С.

Блок цилиндров отлит из легированного серого чугуна заодно с верхней частью картера. Картерная часть блока связана с крышками коренных опор поперечными болтами-стяжками, что придает прочность конструкции. Для увеличения продольной жесткости наружные стенки блока выполнены криволинейными. Бобышки болтов крепления головок цилиндров представляют собой приливы на поперечных стенках, образующих водяную рубашку блока.

Левый ряд цилиндров смещен относительно правого вперед на 29,5 мм, что вызвано установкой на одной кривошипной шейке коленчатого вала двух шатунов.

Спереди к блоку крепится крышка, закрывающая гидромуфту привода вентилятора, сзади — картер маховика, который служит крышкой механизма привода агрегатов, расположенного на заднем торце блока.

Гильзы цилиндров «мокрого» типа легкосъемные, изготовлены из специального чугуна, объемно закалены для повышения износостойкости.

Зеркало гильзы обработано плосковершинным хонингованием для получения сетки впадин и площадок под углом к оси гильзы. Такая обработка способствует удержанию масла во впадинах и лучшей прирабатываемости гильзы.

В соединении гильза — блок цилиндров водяная полость уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения. В верхней части установлено кольцо под бурт в проточку гильзы, в нижней части два кольца установлены в расточки блока.

Блок цилиндров

Представляет собой корпус агрегата, предназначается для монтажа и закрепления всех механизмов мотора. Блок цилиндров выполнен в виде монолитной литой конструкции. Деталь имеет технологические отверстия, а также каналы для смазки и охлаждения.

В верхней части этого блока располагаются гнезда под гильзы. Корпус оснащен каналами и полостями для прохода охлаждающей жидкости. В нижней части блока установлен коленвал. Картер имеет два технологических отверстия для смазки. Внутри узел имеет перегородки со специальными ребрами жесткости. В этих перегородках и стенках картера сделаны специальные расточки, которые закрываются крышками. Эти детали служат опорами для коленвала.

Гильзы служат в качестве направляющих для поршней. Вместе с головкой блока они образуют специальную полость, которая является камерой сгорания топлива. Гильзы изготавливаются из особого чугуна, а также проходят закалку электричеством.

Головка блока цилиндров двигателя КамАЗ

Каждая головка внутри имеет рубашку охлаждения, которая в свою очередь соединена с рубашкой блока. Также каждая головка имеет смазочные отверстия, клапаны для впуска и выпуска, специальное гнездо под форсунку.

Каждая головка блока КамАЗ устанавливается на два установочных штифта, запрессованные в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами из легированной стали.
Один из установочных штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла на смазку коромысел клапанов. Втулка уплотнена резиновыми кольцами.

Коленвал двигателя

Коленвал изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, закаленных ТВЧ, которые связаны между собой щеками и сопрягаются с ними переходными галтелями.

Для равномерного чередования рабочих ходов расположение шатунных шеек коленчатого вала выполнено под углом 90°. К каждой шатунной шейке коленвала КамАЗ присоединяются два шатуна: один для правого и один для левого рядов цилиндров.

Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал Камаз имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленвала.
Кроме основных противовесов, имеются два дополнительных съемных противовеса 1 и 2, напрессованных на вал, при этом их угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонками 5 и 6. В расточку хвостовика коленвала запрессован шариковый подшипник.

Устройство смазочной системы

Двигатель оснащен смазочной системой комбинированного типа. В зависимости от того, где размещены и в каких условиях работают трущиеся детали, масло подается различными способами. Система может разбрызгивать, подавать масло под низким давлением, либо пускать ее самотеком.
Устройство подает масло под давлением к деталям, которые больше подвержены износу и работают в особенно нагруженных узлах. Этот узел состоит из основных приборов и устройств, в которых хранится смазка, устройств фильтрации и подвода, а также охлаждения масла.
Масло проходит из поддона на маслоприемник, проходит через специальный фильтр в виде сетки. Затем оно поступает к маслонасосу. Из секции нагнетания через специальный канал смазка подается в масляный фильтр, а затем на магистрали. Далее, по смазочным каналам под давлением проходит смазывание ГБЦ и блока цилиндров, а затем к другим узлам, таким как коленвал, газораспределительный механизм, компрессор и топливный насос.

В цилиндрах лишняя смазка снимается при помощи маслосъемных колец, а затем уходит через поршневые канавки далее. Так смазывается опора поршневого пальца в верхней головке.
Из основной магистрали масло подается к термосиловому датчику. Если открыт кран, который включает гидромуфту, тогда обрабатывается и муфта. Если же он находится в закрытом положении, то из фильтров центробежной очистки жидкость подается в поддон.
Если смазки недостаточно, то падает мощность, а также детали терпят повышенный износ, мотор перегревается, плавятся подшипники, а поршни могут заклинить.

Система питания

Двигатель КамАЗ оснащен узлом питания разделительного типа. Здесь разделены ТНВД и форсунки. Топливная система состоит из баков для хранения дизельного горючего, топливных фильтров, насоса низкого давления, ТНВД, а также топливопроводов.

Из топливных баков посредством насоса для подкачки горючее проходит на фильтры очистки. Затем по сети топливопродов низкого давления солярка подается на ТНВД. После ТНВД закачивает дизель под высоким давлением порциями, исходя из режимов работы мотора, через форсунки в цилиндры и камеры сгорания. Форсунки, в свою очередь, распыляют смесь. Лишняя солярка попадает снова в бак посредством перепускного клапана.

Система охлаждения

Охлаждение реализовано в виде закрытой системы с жидким охладителем и принудительной циркуляцией.

Охлаждающая жидкость циркулирует под воздействием центробежного насоса. Сначала антифриз попадает в полость левого ряда цилиндров, далее через трубку – в правую полость. Затем смесь омывает гильзы цилиндров, а затем через отверстия – полость ГБЦ.

Дальше горячий охладитель поступает в термостаты, а затем либо в радиатор, либо в водяной насос. Температурные режимы регулируются посредством термостатов и гидромуфт.

Поршни и шатуны

Шатун Камаз-740 стальной, кованый, стержень имеет двутавровое сечение. Верхняя головка шатуна неразъемная, нижняя выполнена с прямым и плоским разъемом.
Шатун окончательно обрабатывают в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов не взаимозаменяемы. В верхнюю головку шатуна Камаз-740 запрессована сталебронзовая втулка, а в нижнюю установлены сменные вкладыши.

Крышка нижней головки шатуна Камаз-740 крепится с помощью гаек, навернутых на болты, предварительно запрессованные в стержень шатуна. На крышке и стержне шатуна нанесены метки спаренности — трехзначные порядковые номера. Кроме того на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.

Поршень КамАЗ отлит из алюминиевого сплава со вставкой из износостойкого чугуна под верхнее компрессионное кольцо.
Боковая поверхность представляет собой сложную овально-бочкообразную форму с занижением в зоне отверстий под поршневой палец. На юбку нанесено графитовое покрытие.
Поршни Камаз комплектуются тремя кольцами, двумя компрессионными и одним маслосъемным. Отличительной его особенностью является уменьшенное расстояние от днища до нижнего торца верхней канавки, которое составляет 17 мм.

Поршни двигателей 740.11, 740.13 и 740.14 отличаются друг от друга формой канавок под верхнее компрессионное и маслосъемное кольца. Установка поршней с двигателей Камаз740.10 и 7403.10 недопустима. Допускается установка поршней с поршневыми кольцами двигателей 740.13 и 740.14 на двигатель 740.11.

Компрессионные кольца Камаз изготавливаются из высокопрочного, а маслосъемное из серого чугунов. На двигателе 740.11 форма поперечного сечения компрессионных колец односторонняя трапеция, при монтаже наклонный торец с отметкой «верх» должен располагаться со стороны днища поршня.

Устройство двигателя КамАЗ Евро-1

Появилась новая поршневая группа и все элементы новесного потерпели изменения. При этом масса агрегата увеличилась с 760 до 835 кг.
Появились отличия в блоках цилиндров. Увеличилось сечение масляного канала, были перенесены установочные места некоторых узлов и механизмов. Комплектация Евро 1 пополнилась форсунками для охлаждения поршня. Теперь направляющие толкателей присоединили к блоку. Улучшилась экономичность по сравнению с базовой версией.

Устройство двигателя КамАЗ Евро-2

С стандартом Евро-2 начали производиться силовые установки серии 740.31. Здесь был использован турбонаддув с промежуточным охлаждением подаваемого воздуха. Мощность осталась прежней – 240 л.с. при объеме 10,85 литра.
Конструкция отличается от предыдущей версии наличием теплообменника и интеркуллера. Вместо гидромуфты уже используется более современная электромагнитная муфта, также установлена новая помпа и ремни.