Кривошипно-шатунный механизм двигателя ЗМЗ-406 ГАЗ-2705
Поршни отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава и термически обработаны Головка поршня — цилиндрическая с плоским днищем. На цилиндрической поверхности головки проточены три канавки, в двух верхних установлены компрессионные кольца, а в нижней — маслосъемное.
В канавке под маслосъемное кольцо с обеих сторон выполнены прорези для того, чтобы не перегревались трущиеся поверхности юбки поршня от тепла, идущего от днища поршня
По этим же прорезям отводится в картер двигателя масло, снимаемое маслосъемным кольцом
Под канавкой для маслосъемного кольца выполнена фаска и на ней — по два отверстия с обеих сторон, которые тоже служат для отвода масла, скапливающегося под маслосъемным кольцом.
Юбка поршня овальная в поперечном сечении, и бочкообразная, в продольном.
Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца.
Величина овальности поршня составляет 0,39— 0.43 мм.
Наибольший диаметр юбки поршня располагается на 8 мм ниже оси поршневого пальца.
Диаметр юбки плавно уменьшается и в направлении к днищу, и в противоположном направлении, максимальное уменьшение диаметра на кромке фаски под нижней канавкой составляет 0,034—0 064 мм, на нижней кромке опорной части юбки — 0.050—0.080 мм.
Ось отверстия под поршневой палец смещена от средней плоскости на 1,5 мм в правую (по ходу автомобиля) сторону, для уменьшения шума от перекладывания поршня от одной стенки гильзы к другой при изменении направления движения поршня (вверх — вниз).
В тело поршня между нижней канавкой и отверстием под поршневой палец залита стальная терморегулирующая вставка, служащая для уменьшения деформаций поршня при нагревании до рабочей температуры и уменьшения первоначальных монтажных зазоров при сборке
Поршни устанавливаются в гильзы той же размерной группы с зазором 0.024—0 048 мм
Для обеспечения требуемого зазора поршни и гильзы разделены (по диаметру) на пять групп, обозначенных соответствующей буквой, которая выбивается на днище поршня и наносится на наружной поверхности, нижней части гильзы.
Для улучшения приработки поверхность поршня покрыта (электролитическим способом) слоем олова толщиной 0.001 — 0.002 мм.
Чтобы поршни работали правильно, они должны быть установлены в цилиндры в строго определенном положении.
Для этого на одной из бобышек поршня имеется надпись «ПЕРЕД» соответствии с этой надписью поршень указанной стороной должен быть обращен к передней части двигателя
Размерные группы поршней и гильз
Поршневые кольца
Компрессионные кольца отлиты из чугуна, верхнее— из высокопрочного чугуна, обладающего высокой упругостью, нижнее — из серого чугуна
Верхнее компрессионное кольцо работает в наиболее тяжелых условиях при высоких температуре и давлении, а также при недостатке смазки).
Для увеличения износостойкости его наружная поверхность, прилегающая к цилиндру, покрыта слоем хрома.
Слой хрома значительно увеличивает срок службы верхнего кольца. Это способствует также увеличению срока службы нижнего кольца цилиндра.
Рис. 1 Установки поршневых колец на поршень: 1 — верхнее компрессионное кольцо; 2 — нижнее компрессионное кольцо; 3 — кольцевой диск; А — осевой расширитель; 5 —радиальный расширитель
Наружная цилиндрическая поверхность нижнего компрессионного кольца покрыта слоем олова толщиной 0.006—0,012 мм (или вся поверхность кольца имеет фосфатное покрытие) что улучшает его приработку
На внутренней цилиндрической поверхности нижнего компрессионного кольца имеется выточка, благодаря которой новые кольца, установленные в цилиндр, несколько выворачиваются и соприкасаются с цилиндром только кромкой
Это ускоряет и улучшает приработку колец к зеркалу цилиндра.
На поршень кольцо должно быть установлено выточкой кверху Нарушение этого условия вызывает резкое возрастание расхода масла и дымления двигателя
Верхнее кольцо выточки не имеет
Маслосъемное кольцо — сборное, четырех- или трехэлементное.
Четырехэлементное кольцо состоит из двух стальных кольцевых дисков 3 и двух стальных расширителей: осевого 4 и радиального 5
Трехэлементное маслосъемное кольцо состоит из двух стальных кольцевых дисков и одного стального двухфункционального расширителя
Рабочая цилиндрическая поверхность (прилегающая к цилиндру) кольцевых дисков покрыта слоем хрома толщиной 0,080—0,130 мм.
Высота компрессионных колец — 2 мм, маслосъемного в сборе — 4,9 мм Замок колец — прямой
Поршневые пальцы плавающего типа (они не закреплены ни в поршне, ни в шатуне) изготовлены из низколегированной стали методом холодной высадки.
Наружная поверхность пальца подвергнута углеродонасыщению на глубину 1—1,5 мм и закалена нагревом ТВЧ до твердости HRC 59—66.
Наружный диаметр пальца — 25 мм
Чтобы предупредить стук пальцев, их подбирают к поршням с минимальным зазором, допустимым по условиям смазки
Так как линейное расширение материала поршня примерно в 2 раза больше, чем у пальца то при комнатной температуре палец входит в отверстия бобышек поршня с натягом
К шатуну палец подбирается с зазором от 0,0045 до 0,0095 мм
Для удобства подбора пальцы, шатуны и поршни разделены из размерные группы.
Размерные группы пальцев, поршней и шатунов
в бобышке поршня
во втулке шатуна
пальцев и шатунов
В поршне палец удерживается двумя стопорными кольцами, изготовленными из круглой, пружинной проволоки диаметром 2 мм Кольца имеют отогнутый в сторону усик.
Стопорные кольца устанавливают при помощи плоскогубцев таким образом, чтобы усик был обращен наружу
Шатуны — стальные кованые со стержнем двутаврового сечения. В поршневую головку шатуна запрессована тонкостенная втулка из оловянистой бронзы.
Кривошипная головка шатуна —разьемная.
Крышка кривошипной головки крепится к шатуну двумя болтами со шлифованной посадочной частью.
Болты крепления крышек и гайки шатунных болтов изготовлены из легированной стали и термически обработаны.
Гайки шатунных болтов затягиваются моментом 68—75 Нм (6,8—7,5кгс-м) и стопорятся герметиком.
Крышки шатунов обрабатываются в сборе с шатуном и поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой. Для предотвращения возможной ошибки, на шатуне и на крышке на бобышке под болт, выбиты порядковые номера цилиндров. Они должны быть расположены с одной стороны.
Кроме того, углубления в крышке и шатуне для фиксирующих выступов вкладышей также должны находиться с одной стороны.
В стержне шатуна у кривошипной головки имеется отверстие диаметром 1,5 мм, через которое производится смазка зеркала цилиндра. Это отверстие должно быть направлено в правую сторону двигателя т. е. в сторону противоположную распределительному валу.
При правильной сборке число «24» выштампованное на средней полке стержня шатуна, в также выступ на крышке шатуна должны быть обращены к передней стороне двигателя.
Для обеспечения динамической уравновешенности двигателя суммарная масса поршня, поршневого пальца колец и шатуна, устанавливаемых в двигатель может иметь разницу по цилиндрам не более 12 г, что обеспечивается подбором деталей соответствующей массы.
По деталям разница в массе может быть поршней — 4 г. шатунов —18 г. поршневых папьцев — 2 г.
Для обеспечения вышеуказанной разницы в массе деталей в одном двигателе (12 г), шатуны по массе разбиваются на четыре группы и должны подбираться дли одного двигателя с разницей не более 5 г.
Коленчатый вал — отлит из высокопрочного чугуна, имеет пять опор, в сборе с маховиком и сцеплением, динамически сбалансирован, допустимый дисбаланс — не более 35 г см).
Диаметр коренных шеек — 64 мм шатунных—58 мм.
Шатунные шейки полые.
Полости в шатунных шейках закрыты резьбовыми пробками и предназначены для дополнительной очистки масла, поступающего на шатунные шейки.
Под действием центробежных сил, возникающих при вращении коленчатого вала, в полостях шатунных шеек отлагаются металлические частицы продуктов износа, содержащиеся в масле.
Масло к полостям шатунных шеек подводится по отверстиям в щеках вала из кольцевой канавки на вкладышах коренных шеек коленчатого вала.
К коренным шейкам масло поступает из масляной магистрали по каналам в перегородках блока
Рис. 2 Передний конец коленчатого вала: 1 и 2 — упорные шайбы; 3 — вкладыш подшипника, 4 — крышка подшипника, 5 — штифт; 6 — шайба упорная
Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается двумя упорными сталеалюминиевыми шайбами 1 и 2 расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника.
Передняя шайба 1 антифрикционным слоем обращена к стальной упорной шайбе 6 на коленчатом валу, задняя шайба 2— к щеке коленчатого вала.
Передняя шайба удерживается от вращения: двумя штифтами 5 запрессованными в блок и крышку коренного подшипника.
Выступающие концы штифтов входят в пазы шайбы.
Задняя шайба удерживается от вращения своим выступом, входящим в паз на заднем торце крышки коренного подшипника.
Величина осевого зазора составляет 0.125—0.325 мм.
На переднем конце коленчатого вала на шпанках установлены стальная упорная шайба, шестерни привода распределительного вала, маслоотражатель, и ступица шкива коленчатого вала.
Все эти детали стянуты болтом, ввертываемым в передний торец коленчатого вала.
Шпоночный паз в ступице шкива уплотняется резиновой пробкой.
К ступице шестью болтами крепится шкив коленчатого вала, от которого двумя ремнями приводятся во вращение вентилятор, крыльчатка водяного насоса и шкив генератора.
На шкиве смонтировано специальное устройство —демпфер, служащий для гашения крутильных колебаний коленчатого вала, благодаря чему уменьшается шум и облегчаются условия работы шестерен привода распределительного вала.
Демпфер состоит из чугунного диска, напрессованного через эластичную (резиновую) прокладку на цилиндрический выступ шкива коленчатого вала
Рис. Определение верхней мертвой точки
На шкиве коленчатого вала нанесена одна метка а на диске демпфера—три метки ( рис 3), служащие для определения верхней мертвой точки (ВМТ) и установки зажигания.
Метка на шкиве и третья метка на диске демпфера должны находиться друг против друга. Взаимное смешение меток указывает на выход из строя демпфера.
При совмещении с ребром-указателем на крышке распределительных шестерен третьей метки по направлению вращения на диске демпфера поршни первого и четвертого цилиндров находятся в ВМТ.
Вторая метка соответствует положению 5 гр. до ВМТ и служит вместе с третьей меткой для установки зажигания на неработающем двигателе.
Первая метка соответствует положению 12 градусов до ВМТ и служит вместе со второй и третьей метками для контроля правильности установки зажигания на работающем двигателе.
Передний конец коленчатого вала уплотнен резиновой манжетой с маслоотражателем, запрессованным в крышку распределительных шестерен.
На маслоотражателе имеется: отбортовка, отводящая масло стекающее по стенке крышки. Для облегчения работы манжеты перед ней на коленчатом валу установлен еще один маслоотражатель.
Надежная работа манжеты после переборки обеспечивается хорошей центровкой крышки распределительных шестерен.
Задний конец коленчатого вала уплотнен набивкой из асбестового шнура, пропитанного антифрикционным составом и покрытого графитом.
Набивка заложена в канавки блока цилиндров и специального держателя который крепится двумя шпильками к блоку На шейке коленчатого вала под набивкой имеется микрошнек, а перед набивкой— гребень служащий для отбрасывания масла из зоны уплотнения.
Стыки держателя уплотнены резиновыми прокладками Г-образной формы.
В заднем торце коленчатого вала расточено гнездо для установки шарикоподшипника первичного вала коробки передач
Маховик отлит из серого чугуна. Он крепится к фланцу на заднем конце коленчатого вала четырьмя шлифованными болтами
Момент затяжки гаек болтов —76— 83 Нм (7,6—8,3 кгс м). Гайки законтрены отгибной пластиной.
На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Перед сборкой с коленчатым валом маховик статически балансируют.
Сайт о внедорожниках, SUV, автомобилях повышенной проходимости
Поршни кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062 отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава и термически обработаны. Головка поршня цилиндрическая. Днище поршня плоское с четырьмя цековками под клапаны, которые предотвращают касание (удары) о днище поршня тарелок клапанов при нарушении фаз газораспределения, вызванном, например, обрывом цепи привода распределительных валов.
Кривошипно-шатунный механизм двигателя ЗМЗ-4062, устройство, каталожные номера узлов и деталей.
На цилиндрической поверхности поршней проточены три канавки. В двух верхних установлены компрессионные кольца, а в нижней — маслосъемное. В верхней части юбки поршня выполнены по два отверстия с обеих сторон с выходом в канавку под маслосъемное кольцо, которые служат для отвода масла, скапливающегося под маслосъемным кольцом.
Юбка поршня овальная в поперечном сечении и бочкообразная в продольном. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Величина овальности поршня составляет 0,514-0,554 мм. Наибольший диаметр юбки поршня в продольном сечении располагается ниже оси поршневого пальца на 8 мм. Диаметр юбки в продольном сечении плавно уменьшается и в направлении к днищу, и в противоположном направлении.
Максимальное уменьшение диаметра на кромке фаски под нижней канавкой составляет 0,047-0,056 мм. На нижней кромке направляющей части юбки максимальное уменьшение диаметра составляет 0,009-0,018 мм. В тело поршня между нижней канавкой и отверстием под поршневой палец залита стальная терморегулирующая вставка, служащая для уменьшения деформации поршня при нагревании до рабочей температуры и уменьшении первоначальных монтажных зазоров при сборке.
Каталожные номера узлов и деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062.
Поршни устанавливаются в цилиндры той же размерной группы с зазором 0,024-0,048 мм. Для обеспечения требуемого зазора поршни и цилиндры блоков разделены (по диаметру) на пять групп, обозначенных соответствующей буквой (А, Б, В, Г, Д), которая выбивается на днище поршня и наносится краской на наружной поверхности в верхней части блока, с левой стороны.
Для улучшения приработки рабочая поверхность поршней имеет специальный микрорельеф. Чтобы поршни работали правильно, они должны быть установлены в цилиндры в строго определенном положении. Для этого на боковой стенке у одной из бобышек под поршневой палец имеется отлитая надпись «ПЕРЕД». В соответствии с этой надписью поршень указанной стороной должен быть обращен к передней части двигателя.
Поршневые кольца кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062.
Компрессионные кольца отлиты из чугуна. Верхнее кольцо имеет бочкообразную рабочую поверхность для улучшения приработки, которая покрыта слоем пористого хрома. Рабочая поверхность нижнего кольца покрыта слоем олова толщиной 0,006-0,012 мм или имеет фосфатное покрытие всей поверхности толщиной 0,002-0,006 мм. На внутренней поверхности нижнего кольца имеется выточка. Это кольцо должно быть установлено на поршень выточкой вверх, к днищу поршня. Нарушение этого условия вызывает резкое возрастание расхода масла и дымление двигателя.
Маслосъемное кольцо сборное, трехэлементное, состоит из двух стальных кольцевых дисков и одного двухфункционального расширителя, выполняющего функции радиального и осевого расширителей. Рабочая поверхность кольцевых дисков покрыта слоем хрома.
Поршневые пальцы кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062.
Поршневые пальцы плавающего типа (они не закреплены ни в поршне, ни в шатуне), изготовлены из низколегированной хромоникелевой стали, наружная поверхность пальца подвергнута углеродонасыщению на глубину 1-1,5 мм и закалена нагревом ТВЧ до твердости HRC 59-66. Наружный диаметр пальца 22 мм. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами, установленными в канавках бобышек поршня. Стопорные кольца изготовлены из круглой пружинной проволоки диаметром 1,6 мм. Чтобы предупредить стук пальцев, их подбирают к поршням с минимальным зазором, допустимым по условиям смазки.
Шатуны кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062.
Шатуны — стальные, кованые со стержнем двутаврового сечения. В поршневую головку шатуна запрессована тонкостенная втулка из оловянистой бронзы. Кривошипная головка шатуна разъемная. Крышка кривошипной головки крепится к шатуну двумя болтами со шлифованной посадочной частью. Болты крепления крышек и гайки шатунных болтов изготовлены из легированной стали и термически обработаны. Гайки шатунных болтов имеют самостопорящуюся резьбу и поэтому дополнительно не стопорятся.
Крышки шатунов нельзя переставлять с одного шатуна на другой. Для предотвращения возможной ошибки на шатуне и на крышке (на бобышке под болт) выбиты порядковые номера цилиндров. Они должны быть расположены с одной стороны. Кроме того, пазы для фиксирующих выступов вкладышей в шатуне и крышке также должны находиться с одной стороны. Для охлаждения днища поршня маслом, в шатуне выполнены отверстия. В стержне — диаметром 5 мм, в верхней головке — 3,5 мм.
Для обеспечения динамической уравновешенности двигателя суммарная масса поршня, поршневого пальца, колец и шатуна, устанавливаемых в двигатель, может иметь разницу по цилиндрам не более 10 грамм, что обеспечивается подбором деталей соответствующей массы.
Коленчатый вал кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062.
Коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна, пятиопорный, имеет для лучшей разгрузки опор восемь противовесов. Вал динамически сбалансирован. Допустимый дисбаланс не более 18 гсм на каждом конце вала. Диаметр коренных шеек 62 мм, шатунных — 56 мм. Коренные и шатунные шейки связаны отверстиями в щеках вала. Полости в шатунных шейках закрыты резьбовыми пробками и предназначены для дополнительной очистки масла, поступающего на шатунные шейки.
Масло к коренным шейкам подводится по каналам в перегородках блока из масляной магистрали, к полостям шатунных шеек — по отверстиям в щеках вала из канавок в верхних вкладышах коренных шеек коленчатого вала. Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается двумя упорными сталеалюминиевыми шайбами, расположенными по обе стороны среднего (третьего) коренного подшипни¬ка, каждая из упорных шайб состоит из двух полушайб: верхней и нижней.
Полушайбы антифрикционным слоем обращены к щекам коленчатого вала. Полушайбы удерживаются от вращения за счет выступов на нижних полушайбах, входящих в пазы на торцах третьей крышки коренного подшипника. Величина осевого зазора составляет 0,06-0,162 мм. На переднем конце коленчатого вала на шпонках установлены ведущая звездочка привода распределительных валов, втулка и шкив-демпфер. Все эти детали стянуты болтом ввертываемым в передний торец коленчатого вала.
Между звездочкой и втулкой установлено резиновое уплотнительное кольцо круглого сечения. На цилиндрической поверхности шкива-демпфера коленчатого вала выполнена риска для определения ВМТ первого цилиндра при установке привода распределительных валов. При совмещении метки на шкиве-демпфере с ребром — указателем на крышке цепи, поршень первого цилиндра находится в ВМТ.
Кроме того, на шкиве-демпфере выполнен специальный зубчатый диск (диск синхронизации) с числом зубьев 60 минус 2 зуба, который обеспечивает работу датчика положения коленчатого вала КМСУД. Передний конец коленчатого вала уплотнен резиновой манжетой запрессованной в крышку цепи. Надежная работа манжеты обеспечивается центровкой крышки цепи на двух штифтах-втулках, запрессованных в переднем торце блока цилиндров. Задний конец коленчатого вала также уплотнен резиновой манжетой запрессованной в крышку, которая крепится к заднему торцу блока цилиндров.
Маховик кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062.
Маховик отлит из серого чугуна, установлен на посадочный выступ и штифт фланца коленчатого вала и крепится к нему шестью болтами М8, имеющими самоконтрящуюся резьбу. Для надежности крепления головки болтов прижимаются к стальной термообработанной шайбе. На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. К заднему торцу маховика шестью болтами М8 прикреплено сцепление. В центральное отверстие маховика устанавливаются распорная втулка и подшипник первичного вала коробки передач.
Вкладыши кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-4062.
Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала состоят из тонкостенных вкладышей, изготовленных из малоуглеродистой стальной ленты, залитой тонким слоем антифрикционного высокооловянистого алюминиевого сплава. Толщина коренного вкладыша 2,500-2,508 мм, шатунного — 2,000-2,008 мм. В каждом подшипнике установлены по два вкладыша.
Осевому перемещению и проворачиванию вкладышей в постелях блока и в шатунах препятствуют фиксирующие выступы на вкладышах, входящих в соответствующие пазы в постелях блока или в шатунах. Верхние вкладыши коренных подшипников с канавками и отверстиями, нижние без канавок и отверстий.
Через отверстие верхнего вкладыша моторное масло поступает к подшипникам из канала в постели блока, а через отверстия в коленчатом вале — к шатунным подшипникам. Отверстие в шатунных вкладышах совпадают с отверстием в шатунах. Ширина коренных вкладышей 28 мм, шатунных — 20,5 мм. Диаметральный зазор между шейкой и вкладышами составляет 0,019-0,073 мм для коренных и 0,009-0,063 мм для шатунных подшипников.