Кривошипно-шатунный механизм автомобиля ЗИЛ

Основными деталями кривошипно-шатунного механизма ЗИЛа являются коленчатый вал, поршни с кольцами и пальцами, шатуны, коренные и шатунные подшипники, маховик.

Коленчатый вал автомобиля ЗИЛ - стальной, с пятью коренным и четырьмя шатунными шейками. В шатунных шейках коленчатого вала имеются полости для дополнительной центробежной очистки масла. Полости шеек закрыты резьбовыми заглушками. Осевое усилие коленчатого вала воспринимается четырьмя полукольцами 14 из алюминиевого сплава, установленными в расточках блока цилиндров и крышки пятого коренного подшипника. Для уменьшения нагрузок на подшипники от сил инерции на первой, четвертой, пятой и восьмой щеках коленчатого вала установлены противовесы 7. Впереди и сзади коленчатый вал уплотняется манжетами.

На переднем конце вала установлена шестерня 4 привода газораспределения, шестерня 3 привода масляного насоса, шкив 2 привода жидкостного насоса и генератора. На задний фланец вала крепится маховик 15.

Коленчатый вал может быть изготовлен и установлен на дизель двух производственных размеров (номиналов). Коленчатый вал, шатунные или коренные шейки которого изготовлены по размеру второго номинала, имеет на первой щеке дополнительную маркировку .

Поршень ЗИЛа изготовляется из алюминиевого сплава. В днище поршня находится камера сгорания. В верхней части поршень имеет три канавки: в первые две устанавливают компрессионные кольца, в четвертую - маслосъемное кольцо. Поршень под верхнее компрессионное кольцо трапецеидальной формы имеет вставку из специального чугуна. В бобышках поршня расточены отверстия под поршневой палец.

Поршни по наружному диаметру юбки сортируются на три размерные группы (Б, С, М). Маркировка группы наносится на днище поршня двигателя ЗИЛ. При установке на дизель гильзы и поршни должны быть одной размерной группы.

На дизелях мод. 245.9Е2 установлены трех-канавочные поршни с открытой камерой сгорания мод. А260-1004021-Ж производства фирмы «Алмет» (Чехия) или мод. K343N-4 фирмы «Петар Драпшин» (Сербия) и комплект из трех поршневых колец мод. 260-1004062, 260-1004063 и 260-1004080 производства фирмы «Мотордеталь» (г. Кострома).

Поршневые кольца ЗИЛ изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо, выполненное из высокопрочного чугуна, хромировано, в сечении имеет форму равнобокой трапеции и устанавливается в канавке любой стороной. Второе и третье компрессионные кольца конусные, на торцовой поверхности у замка нанесена маркировка «верх». Масло-съемное кольцо коробчатого типа, со спиральным стальным расширителем.

Поршневой палец ЗИЛ полый, изготовлен из хромоникелевой стали. Осевое перемещение пальца в бобышках поршня ограничено стопорными кольцами.

Шатун стальной, двутаврового сечения. В его верхнюю головку запрессована втулка. Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна и втулке имеются отверстия. Расточка постели в нижней головке шатуна под вкладыши проводится в сборе с крышкой, поэтому замена крышек шатуна не допускается. Шатун и крышка имеют одинаковые номера, нанесенные на их поверхностях. Кроме того, шатуны разбиты на весовые группы по массе верхней и нижней головок. Обозначение группы по массе наносится на торцовую поверхность верхней головки шатуна. На дизеле должны быть установлены шатуны одной группы.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников у коленчатого вала двигателей автомобилей ЗИЛ, сталеалюминиевые. На дизелях используются вкладыши коренных и шатунных подшипников двух размеров в соответствии с номиналом шеек коленчатого вала. Для ремонта дизеля предусмотрены также четыре ремонтных размера вкладышей (см. «Сборка дизеля»).

Маховик изготовлен из чугуна и крепится к фланцу коленчатого вала болтами. На маховик напрессован стальной зубчатый венец.

Поршни и шатуны. Поршни одного комплекта на дизеле должны быть одной размерной группы, соответствующей размерной группе гильз цилиндров. Разность масс поршней одного комплекта не должна превышать 10 г. Разность масс шатунов в сборе с поршнями не должна превышать 30 г.

Некруглость и допуск профиля продольного сечения отверстия втулки верхней головки шатуна 0,005 мм. При запрессовке втулки должно быть обеспечено ее симметричное расположение относительно средней плоскости шатуна.

После растачивания поверхность отверстия втулки верхней головки не должна иметь рисок и задиров, шероховатость обработанной поверхности должна составлять Ra<0,63 мкм. На верхней поверхности втулки допускается одна спиральная или радиальная риска шириной не более 0,1 мм.

На поверхности шатунного болта не допускаются трещины и риски. Резьба болта должна быть чистой, без задиров, забоин и заусенцев. На поверхности поршневого пальца не должно быть рисок, забоин и трещин. Разность масс пальцев, устанавливаемых на один дизель, не должна превышать 10 г. Не смазанный маслом палец должен легко проворачиваться в шатуне от усилия руки, не иметь поперечного качания и не выпадать из шатуна под действием собственной массы .

Вкладыши шатунных подшипников должны быть подобраны в соответствии с размерами шеек коленчатого вала. Вкладыши должны сидеть в постелях шатунов и крышек с натягом от 0,22 до 0,080 мм.

Радиальный зазор (просвет) между поршневым кольцом и контрольным калибром 70-8618-3515 для верхнего компрессионного кольца не должен превышать 0,02 мм не более чем на 10% поверхности и не ближе 20° от замка; для маслосъемных колец овальность должна быть в пределах 0,15-0,65 мм. Зазор в стыке колец должен быть в пределах 0,3~0,6 мм, причем подгонка этого зазора не допускается. Предел прочности колец при изгибе кольца - не менее 441 Н-м.

Коленчатый вал. Правка валов в процессе механической обработки и после закалки ТВЧ не допускается. Правка допускается только после накатки галтелей. Стрела прогиба вала во время правки должна быть не более 1 мм.

При шлифовке шатунных шеек необходимо сохранять первоначальные радиусы кривошипа, равные (62,5+0,04) мм, и галтелей (4-°| мм). Шероховатость обработанных поверхностей шатунных и коренных шеек должна соответствовать Ra<0,32 мкм. Некруглость и допуск профиля продольного сечения шатунных и коренных шеек 0,01 мм. Твердость поверхностей шеек после шлифования должна быть не менее 46 HRC3. Закалка галтелей не допускается.

После перешлифовки на ремонтный размер биение средней коренной шейки относительно крайних не должно превышать 0,07 мм (0,03 мм для нового вала). Отклонение от параллельности образующих поверхностей шатунных шеек относительно оси вала, установленного на крайние коренные шейки, не должно превышать 0,03 мм на длине 100 мм. Смещение всех шатунных шеек относительно диаметральной плоскости третьей коренной и третьей шатунной шеек (развал шеек) после перешлифовки не должно превышать 0,3 мм. Биение цилиндрической и торцовой поверхностей фланца крепления маховика на крайних точках относительно поверхностей крайних коренных шеек допускается до 0,05 мм (не более 0,03 мм для нового вала).

Трубки должны быть плотно запрессованы в шатунные шейки коленчатого вала, люфт трубок не допускается. Края развальцованных трубок должны быть утоплены относительно поверхности шеек на 1-3 мм. Заглушки должны утопать в резьбе не менее чем на 2 мм и быть законтрены.

Шестерня коленчатого вала должна быть напрессована меткой наружу до упора в торец коренной шейки вала.

Коленчатый вал должен быть динамически отбалансирован снятием металла с периферии любых щек. Остаточный дисбаланс не более 900 г-мм на каждом конце вала. Коленчатый вал в сборе с противовесами надо балансировать динамически. Массу следует корректировать сверлением в противовесах в радиальном направлении отверстий диаметром 10 мм на глубину не более 25 мм. Остаточный дисбаланс не более 650 г-мм на каждом конце вала.

Коленчатые валы после окончательной обработки необходимо проверить на отсутствие поверхностных дефектов с помощью магнитного дефектоскопа по технологическим инструкциям ТИ 213.59-74 и ТИ 150.12.700.252.03.92.001. После проверки валы должны быть размагничены.

Маховик в сборе.

Трещины и выкрашивание рабочей поверхности зубьев венца маховика зил не допускаются. Уменьшение длины зубьев венца (без длины фаски) допускается до 16 мм (длина зубьев нового венца 18 мм). Износ зубьев венца маховика допускается до толщины 3,2 мм при высоте установки штангензубомера 2,40 мм (толщина зуба нового венца соответствует4,73-8:11 мм).

Венец маховика перед напрессовкой необходимо нагреть до температуры 195-200 °С. Посадочные места маховика зил и венца не должны иметь забоин и заусенцев. Допускается зазор в сопряжении между торцовой поверхностью венца и маховика не более 0,5 мм в одном месте на дуге не более 60°. Маховик с венцом надо балансировать динамически в сборе с предварительно уравновешенным коленчатым валом путем сверления радиальных отверстий. Остаточный дисбаланс на каждом конце вала не более 350 г-мм. После балансировки обезличивание деталей не допускается.

Если необходимо заменить передний подшипник первичного вала коробки передач зил, то перед снятием маховика с вала его следует выпрессовать с помощью винтового съемника мод. И 803.16.000 (рис. 3.29, а) или, сняв маховик, выпрессовать с помощью ударного съемника мод. 2476 (рис. 3.29, б). Установив захваты на торцы колец подшипника, их раз- двигают резьбовым упором 3, а затем при ударе груза 4 в упор вала 5 выпрессовывают подшипник. Поверхность маховика, сопряженная с поверхностью ведомого диска сцепления, шлифуется. Шероховатость поверхности должна быть не ниже Ra<1,0.

Балансировка деталей кривошипно-шатунного механизма.

После ремонта коленчатого вала зила и устанавливаемого на него маховика, сцепления или шкива необходимо провести их балансировку. Динамическую балансировку деталей, устанавливаемых на коленчатый вал (маховик, шкив, коленчатый вал, нажимной и ведомый диски сцепления), надо проводить на станках мод. МС-970 или ПБМ-4. Менее точную статическую балансировку этих деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗИЛа, проводят на станках мод. 40У-314 .

Балансировку коленчатого вала, а также коленчатого вала с установленным на него маховиком и сцеплением следует проводить в динамическом режиме с грузами на шатунных шейках, заменяющими шатунно-поршневую группу на шатунной шейке. Балансировочный грузик состоит из двух одинаковых полуколец, соединенных двумя болтами, изготовленными из стали 40Х (ГОСТ 4543-71) твердостью 35-40 HRC3.

Наружная, внутренняя поверхности определенных диаметров и торцы грузика окончательно обрабатываются после соединения полуколец болтами. Внутренний диаметр груза равен D+S, мм, где D - диаметр шатунной шейки. Смещение осей болтов относительно торцов и внутреннего диаметра груза должно быть не более 0,05 мм.

Болты должны быть одинаковой массы. Грузик подгоняется по массе при уменьшении наружного диаметра с точностью +1 г и балансируется статически на оправке с точностью 2 г-см так, чтобы центр тяжести грузика находился на оси груза и посередине его ширины. После этого на наружную поверхность наносят риски для обеспечения сборки полуколец в одном положении. Масса грузиков для балансировки коленчатого вала без пробок, с маховиком и сцеплением в сборе для шатунных шеек номинальных и ремонтных размеров подбирается в соответствии с рекомендациями ОГК ПО «ММЗ».

Ведомый диск сцепления в сборе.

Ведомый диск ЗИЛа относительно боковых поверхностей шлицев ступицы при установке 1-3 грузиков (рис. 3.32), которые крепятся к диску усиками. После их отгибки обеспечивается неподвижность соединения. Остаточный дисбаланс не более 25 г-см. Балансировочные грузики изготовляются из листовой стали 08 толщиной 2,0 мм, массой 12 г и толщиной 1,2 мм, массой 7,5 г.

Нажимной диск сцепления с кожухом в сборе.

Балансируется нажимной диск ЗИЛа относительно рабочей поверхности нажимного диска и двух диаметрально расположенных отверстий крепления кожуха к маховику сверлением отверстий диаметром 13,8 мм в бобышках под пружинами на глубину не более 23 мм. Между опорными поверхностями диска и кожуха расстояние должно быть (9,8+0,1) мм при допуске непараллельности этих поверхностей 0,03 мм. Остаточный дисбаланс должен быть не более 0,5 Н-см. После балансировки установочные отверстия маркируют. При любой повторной установке по тем же отверстиям дисбаланс должен быть не более 90 г-см.

Коленчатый вал с маховиком и сцеплением в сборе.

Динамическая балансировка коленчатого вала ЗИЛа осуществляется относительно крайних коренных шеек при сверлении отверстий диаметром 15 мм (на глубину не более 15 мм при расстоянии между ними не менее 5 мм) на расстоянии 184 мм от оси вала в незакрытых кожухом сцепления сегментах рабочей поверхности маховика или при сверлении отверстий в бобышках под пружинами нажимного диска сцепления. Остаточный дисбаланс со стороны сцепления (маховика) должен быть не более 70 г-см. 1,5x45.

Перед балансировкой на каждую шатунную шейку надевают груз, а ведомый диск сцепления центрируется относительно внутреннего диаметра подшипника на фланце коленчатого вала с помощью первичного вала коробки передач или специальной оправки.

Картер сцепления.

Картер сцепления у ЗИЛа отлит из чугуна. Лапы задних опор дизеля выполнены литыми вместе с картером сцепления. Поверхности картера, сопрягаемые с блоком цилиндров и коробкой передач, могут иметь допуск плоскостности 0,15 мм.

Высота опорных лап картера должна быть в пределах 69,26-70,00 мм. Износ опорных лап по высоте допускается до 64 мм. Диаметр отверстий для болтов задней опоры дизеля должен быть в пределах 20,00-20,28 мм. При большем износе допускается развертывание отверстий и установка втулок.

Допуск параллельности торцовых поверхностей картеров, сопрягаемых с блоком дизеля и коробкой передач, составляет 0,05 мм на длине 100 мм. Допуск радиального биения внутренней поверхности отверстия, центрирующего коробку передач, составляет 0,15 мм.

Картер сцепления ЗИЛ монтируют на блок с помощью двух установочных штифтов, запрессованных в торец блока. При замене картер сцепления помещают на центрирующих штифтах и закрепляют болтами, момент затяжки 80-100 Н-м.

Соосность отверстия, по которому центрируется коробка передач с осью коленчатого вала, и перпендикулярность оси коленчатого вала проверяют после установки коленчатого вала . Проверка ведется с помощью приспособления, укрепленного на фланце коленчатого вала. Допуск радиального биения внутренней поверхности отверстия и торца картера сцепления относительно оси коленчатого вала составляет 0,1 мм.