Устройство двигателя камаза с турбинами

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.

Турбокомпрессор КамАз: описание, характеристики, фото и отзывы

Решение определенных задач грузового транспорта определяется развиваемой мощностью. Турбокомпрессор КамАЗ позволяет увеличить рабочие возможности автомобиля, оставаясь одним из самых эффективных способов, несмотря на старания ученых и конструкторов в продвижении потенциально новых идей. Рассмотрим характеристики и особенности этого приспособления.

Назначение

Стандартное функционирование дизельного мотора предполагает образование топливно-воздушной смеси в отсеке сгорания из того объема воздуха, который «своим ходом» поступает при опускании поршня. В этом случае, горючее не полностью сгорает, при этом теряется потенциальная энергия, а силовой агрегат не развивает мощность, на которую способен. Турбокомпрессор КамАЗ позволяет принудительно увеличить количество воздуха, поступающего в камеру сгорания. Это самое простое, но и самое эффективное решение проблемы.

Рассматриваемый агрегат осуществляется наддув. В итоге топливно-воздушный состав лучше сгорает, в результате насыщения кислородом. Если рассмотреть подробнее, насколько процесс происходит «лучше», необходимо понимать, что единица количества горючего отдает больше энергии, что повышает мощность мотора. Как показывает практика, турбокомпрессор КамАЗ-5490 дает прирост силы до 40%. Примечательно, что повышение показателя мощности не требует конструктивных изменений двигателя.

Особенности

Более активное и плотное сгорание топлива существенно уменьшает выброс токсичных отработанных газов. Также снижается количество дыма, благодаря уменьшению остаточных твердых продуктов (сажи). Проще говоря, увеличивается общая экологическая безопасность мотора.

Установка турбокомпрессора на КамАЗ увеличивает расход горючего. Но, в целом затраты топлива для получения единицы мощности в таком моторе ниже, чем в обычном аналоге. То есть «движок» с наддувом «прожорливее», но и мощнее. В результате использование силового агрегата с турбиной для получения конкретной мощности выгоднее, чем достижение того же показателя на обычном дизеле. Ниже представлена схема газотурбинного наддува.

1 – тепловой обменник; 2 – радиатор охлаждающей системы; 3 – вентилятор; 4 – мотор; 5 и 6 – турбокомпрессоры.

Устройство

Турбокомпрессоры КамАЗ имеют простую конструкцию. По сути, в этом приспособлении взаимодействуют два элемента (компрессор центробежного типа и газовая турбина). Первая комплектующая часть состоит из таких деталей

остова в виде улитки;
колеса с рабочими лопатками специфической конфигурации;
отверстия, через которое воздух поступает, подаваясь посредством диффузора во впускной коллектор мотора.

Газовая турбина имеет аналогичное строение, только вместо воздуха, в нее подаются отработанные газы, которые выводятся в систему выхлопа.

Колеса обоих элементов соединяются при помощи центрального корпуса, а крутящая сила передается посредством валика. Следовательно, энергия для работы агрегата продуцируется из отработанных газов.

1 – подшипник; 2 – экранная часть; 3 – корпус; 4 – диффузор; 5 – кольцо уплотнения; 6 – гайка; 7 – отражатель масляный; 8 – компрессорное колесо; 9 – экран маслосброса; 10 – заслонка; 11 – остов подшипников; 12 – крепеж; 13 – переходник; 14 – прокладка; 15 – турбинный экран; 16 – колесо; 17 – корпус; 18 – уплотнитель.

Принцип работы

В турбокомпрессоре КамАЗ (Евро-1/2/3/4) отработанные газы подаются в турбину, взаимодействуют с лопастями колеса, передавая ему собственный кинетический потенциал, раскручивая его до 75 тысяч вращений в минуту. Турбинный элемент трансформирует крутящий момент на компрессорный аналог, который забирает атмосферный воздух, активно отбрасывая его к стенкам и разгоняя до высокой скорости. Далее, масса поступает в сужающуюся диффузорную часть, там сжимается, под давлением подаваясь во впускной коллектор, затем — в отсеки сгорания.

Поскольку турбина функционирует стабильно под высоким давлением и механическим воздействием, ее корпусная часть сделана из специальных усиленных сплавов. Для обеспечения большой скорости вращения колес требуется хорошая смазка подшипников. Это условие обеспечивается при помощи маслопроводов, которые подключены к системе смазки мотора.

Стоит уточнить, что в грузовиках КамАЗ монтируются двухрядные V-образные двигатели. Для них уместно применение пары турбинных компрессоров (на каждый ряд по одному элементу). Экономически выгоднее использование двух небольших моделей, чем одного большого агрегата. Турбины рассматриваемых приспособлений обладают относительно небольшими габаритами:

диаметры крыльчаток — не более 61 мм;
аналогичные размеры турбины и компрессора — 220 мм;
масса одного элемента в сборе — около 7 кг.

Применение таких компактных агрегатов дает возможность резко увеличить параметр мотора.

Типы и классы

На современном рынке представлено четыре категории двигателей соответствия экологическим стандартам. В зависимости от этих параметров, подбирается тип и марка компрессора. Ниже в таблице указана эта информация.

КамАЗ 740.10 и 7403

КамАЗ 740.11 и 740.13

ТКР7, К27, CZ, Schwitzer

Все указанные выше марки, модернизированные под «Евро 2»

Модели К27-ТИ и швейцарский Schwitzer S2B

На некоторые модификации грузовиков монтируется турбокомпрессор КамАЗ (Евро 4). Он взаимодействует пока только с двигателем «Кумминс», отличается по конструкции и параметрам от отечественных аналогов.

Производители

Выпускает рассматриваемые приборы ограниченное число производителей. Среди них:

Акционерное общество КамАЗ изготавливает стандартные для своих моторов версии, доступные по цене. В ассортименте модификации «Евро 0-2».
Объединение «Турботехника» (находится в Московской области, г. Протвино). Фирма специализируется на производстве турбокомпрессоров ТКР КамАЗ различных моделей.
Компания «Турбоинжиниринг». Предлагает версии К27-ТИ, стандартами от «Евро 1» до «Евро 3».
Общество БЗА, находится в Белоруссии, предлагает аналоги агрегатам типа ТКР7.
Чешский завод в Страконице. Здесь изготавливаются высококачественные копии К-27, цена которых несколько выше отечественных изделий.
Немецкий концерн Borg Warner Turbo systems реализует качественные турбинные компрессоры под маркой Schwitzer.

Для КамАЗа все агрегаты представлены в правом или левом исполнении. Это важно учитывать при приобретении изделия, поскольку монтаж на противоположный ряд является невозможным.

Возможные неисправности

Поскольку рассматриваемое приспособление испытывает значительные нагрузки, не удивительно, что рано или поздно оно ломается. Среди распространенных неисправностей:

Недостаточное поступление масла. Работающие всухую подшипники приводят к смещению вала, что чревато деформациями колес и полной поломкой всего агрегата.
Попадание в конструкцию инородных предметов. При этом ротору для заклинивания достаточно будет небольшого кусочка или стружки от клапана или поршня. Чаще всего, такая неисправность возникает по причине нарушения правил эксплуатации. Даже попадание куска ткани или резины приводит к сгибанию лопаток элемента.
Деформация и износ прокладки турбокомпрессора КамАЗ. В этом случае, неисправный элемент подлежит замене.

Чаще всего, причиной поломки становится недостаток масла. Это может происходить даже после остановки двигателя.

Установка

Ниже приведены рекомендации по монтажу турбокомпрессора КамАЗ (Евро 2):

Предварительно следует поменять масло, воздушный и масляный фильтр.
Нужно проследить за тем, чтобы с агрегата были демонтированы все заглушки.
Тщательно очистить все подходящие и выводящие трубопроводы.
Установить новую прокладку.
Соблюдать усилие затяжки, рекомендованное в документации производителя.
После пуска мотора проверить механизм на предмет утечек, перед нагрузкой дать поработать двигателю несколько минут на холостом ходу.

Отзывы пользователей

В своих откликах владельцы указывают на простоту конструкции и замены турбинного компрессора КамАЗ. Указанный агрегат выпускается в различных типажах, что дает возможность подобрать необходимую модель, в зависимости от вида мотора. К минусам относят слабую ремонтопригодность отечественных модификаций, однако невысокая цена нивелирует этот недостаток.