Двигатель ЗиЛ-130

Общее устройство поршней всех двигателей принципиально одинаковое, но каждый из них отличается диаметром и рядом особенностей, присущих только дан­ному двигателю. Например, в головке поршня двигателя ЗИЛ-130  залито чугунное кольцо, в котором сделана канавка под верхнее компрессионное кольцо. Такая конструкция способствует уменьшению износа ка­навки под поршневое кольцо.

Поршни двигателя ЗИЛ-130  после меха­нической обработки покрывают оловом, что способствует лучшей приработке и уменьшению износа их в перво­начальный период работы двигателя.

Поршневые кольца, применяемые в двигателе, под­разделяются на компрессионные и маслосъемные. Ком­прессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла с зеркала цилиндров и не допускают проникновения масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок) (см. рис. 2).

При установке поршня в цилиндр поршневое кольцо предварительно сжимают, в результате чего обеспечи­вается его плотное прилегание к зеркалу цилиндра при разжатии. На кольцах имеются фаски, за счет которых кольцо несколько перекашивается и быстрее притирается к зеркалу цилиндра, и уменьшается насосное действие колец. Количество колец, устанавливаемых на поршнях двигателей, неодинаковое. На поршнях двига­телей ЗИЛ-130 три компрессионных кольца, два верхних хромированы по поверхности, соприкасающейся с гильзой. Маслосъемное кольцо собрано из четырех отдель­ных элементов — двух тонких стальных разрезных колец и двух гофрированных стальных расширителей (осевого и радиального).

Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Палец изготовлен в виде пусто­телого цилиндрического стержня, наружная поверхность которого закалена нагревом током высокой частоты.

На  двигателе ЗиЛ-130 применяются «плавающие» пальцы, т. е. такие, которые могут свободно поворачи­ваться как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня, что способствует равномерному износу пальца. Во избежание задиров цилиндров при выходе пальца из бобышек осевое перемещение его ограничивается двумя разрезными стальными кольцами, установленными в вы­точках в бобышках поршня.

Шатун служит для соединения коленчатого вала с поршнем. Через шатун давление на поршень при рабочем ходе передается на коленчатый вал. При вспомогательных тактах (впуск, сжатие и выпуск) через шатун поршень приводится в действие от коленчатого, вала. Шатун (рис. 3) состоит из стального стержня дву­таврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. В верхней установлен поршневой палец, а нижняя закреплена на шатунной шейке коленчатого вала. Для уменьшения тре­ния в верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая или биметал­лическая с бронзовым слоем втулка, а в ниж­нюю, состоящую из двух частей, установлены тонкостенные вклады­ши, представляющие собой стальную ленту, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем антифрикционного сплава (ЗиЛ-130 – высоко- оловянистый алюминий). Обе части ниж­ней головки шатуна скреплены двумя болтами, гайки которых во избежание самоотвертывания фиксируются. В двигателе ЗИЛ-130 под гайки подкладываются спе­циальные шайбы, момент затяжки гаек 80...90,Н-м., а самоотвертыванию препятствуют специальные штампованные стопорные гайки. Затяжку стопорной гайки необходимо производить путем ее пово­рота на 1,5 ... 2 грани от положения соприкосновения о основной гайкой.

На стержне шатуна выштампован номер детали, а на крышке метка. Номер на шатуне и метка на его крышке всегда должны быть обращены в одну сторону. К верхней и нижней головкам шатуна подводится масло: к нижней головке — через канал в коленчатом валу, а к верхней — через прорезь. Из нижней головки шатуна масло через отверстие выбрызгивается на стенки цилиндров.

В двигателях на одной шатунной шейке коленчатого вала закреплено по два шатуна. Для пра­вильной их сборки с поршнями нужно помнить, что ша­туны правого ряда цилиндров собраны с поршнями так, что номер на шатуне обращен назад по ходу автомобиля (см. рис. 3), а левого ряда — вперед, т. е. совпадает с надписью на поршне.

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается агрега­там трансмиссии.

В двигателе ЗиЛ-130  коленчатый вал стальной.

Коленчатый вал (рис. 4) состоит из шатунных и корен­ных шлифованных шеек, щек и противовесов. На перед­нем конце вала двигателей ЗМЗ-53-12 и ЗИЛ-130 имеется углубление для шпонки распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также нарезное отверстие для крепления храповика; задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами прикреплен маховик. В углублении задней торцовой части коленчатого вала расположен подшипник ведущего вала коробки пере­дач.

Количество и расположение шатунных шеек коленча­того вала зависит от числа цилиндров. В V-образном двигателе количество шатунных шеек в два раза меньше числа цилиндров, так как на одну шатунную шейку вала установлено по два шатуна — один левого и другой пра­вого рядов цилиндров.

Шатунные шейки коленчатого вала многоцилиндровых двигателей выполнены в разных плоскостях, что необхо­димо для равномерного чередования рабочих тактов в разных цилиндрах.

В восьмицилиндровых V-образных двигателях коленча­тые валы имеют по четыре шатунные шейки, расположен­ные под углом в 90°.

В  двигателе число коренных шеек колен­чатого вала на одну больше, чем шатунных, т. е. каждая шатунная шейка с двух сторон имеет коренную.   Такой коленчатый вал называют полноопорным.

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединены между собой щеками.

Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противо­весы, а шатунные шейки сделаны полыми. Для повышения твердости и увеличения срока службы поверхность ко­ренных и шатунных шеек стальных валов закаливают нагревом токами высокой частоты.

Коренные и шатунные шейки вала соединены кана­лами (сверлениями) в щеках вала. Зти каналы пред­назначены для подвода масла от коренных подшипников к шатунным.

В каждой шатунной шейке вала имеется полость, которая выполняет роль грязеуловителя. Сюда поступает масло от коренных шеек. При вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенке грязеулови­теля, а к шатунным шейкам поступает очищенное масло. Очистка грязеуловителей осуществляется через завер­нутые в их торцах резьбовые пробки только при раз­борке двигателя.

Перемещение вала в продольном направлении огра­ничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, кото­рые расположены по обе стороны первого коренного под­шипника или четырьмя сталеалюминиевыми полуколь­цами, установленными в выточке задней коренной опоры . В местах выхода коленчатого вала из кар­тера двигателя имеются сальники и уплотнители, пред­отвращающие утечку масла.

На переднем конце вала установлен резиновый само­поджимный сальник, а на заднем конце выполнена маслосгонная резьба или маслоотражательный буртик.

В заднем коренном подшипнике сделаны маслоулови-тельные каналы, в которые сбрасывается масло с маслосгонной резьбы или маслоотражательного буртика и установлен сальник, состоящий из двух кусков асбесто­вого шнура.

Шатунные и коренные подшипники. В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки ко­ленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения коренные шейки, как и шатунные, расположены в под­шипниках скольжения, которые выполнены в виде вкладышей, аналогичных шатунным. Вкладыши каждого ко­ренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок, устанавливаемых в нижней разъемной головке шатуна и в гнезде блока и крышке коренного подшипника. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Крышки коренных подшипников закреплены при помощи болтов и гаек, которые для предотвращения от само­отвертывания зашплинтованы проволокой либо засто­порены замковыми пластинами.

Маховик уменьшает неравномерность работы двига­теля, выводит поршни из мертвых точек, облегчает пуск двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленчатого вала болтами с гайками. При изготовлении маховик балансируется вместе с коленчатым валом. Для предотвращения нару­шения балансировки при разборке двигателя маховик установлен на несимметрично расположенные штифты или болты.

Картер двигателя, отлитый заодно с блоком цилин­дров, является базисной (основной) деталью. К картеру крепятся детали кривошипно-шатунного и газораспре­делительного механизмов. Для повышения жесткости внутри картера выполнены ребра, в которых расточены гнезда коренных подшипников коленчатого вала и опор­ных шеек распределительного вала.

Снизу картер закрыт поддоном, выштампованным из тонкого стального листа.

Поддон является резервуаром для масла и в то же время защищает детали двигателя от пыли и грязи. В нижней части поддона предусмотрено отверстие для выпуска масла, закрываемое резьбовой пробкой. Поддон прикреплен к картеру болтами. Чтобы не было утечки масла, между поддоном  и картером установлены прокладки и резиновые уплотнители.

-газораспределительный механизм:

В двигателях внутреннего сгорания своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов обеспечивается газораспределитель­ным механизмом.

На  двигателе ЗиЛ-130 установлен газораспре­делительный механизм с верхним расположением клапанов.

Газораспределительный механизм состоит из распре­делительных шестерен, распределительного вала, толка­телей, штанг, коромысел с деталями крепления, клапанов, пружин с деталями крепления и направляющих втулок клапанов (рис. 5).

Распределительный вал расположен между правым и левым рядами цилиндров.

При вращении распределительного вала кулачок на­бегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт во внутреннем плече коромысла, которое, проверты­ваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стер­жень клапана и открывает отверстие впускного или вы­пускного канала в головке цилиндров. В рассматривае­мых двигателях распределительный вал действует на толкатели правого и левого рядов цилиндров.

Газораспределительный механизм с верхним располо­жением клапанов дает возможность улучшить форму ка­меры сгорания, наполнение цилиндров и условия сгора­ния рабочей смеси. Лучшая форма камеры сгорания позволяет повысить также степень сжатия, мощность и экономичность двигателя.

Распределительный вал (см. рис. 5) служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя.

Распределительные вал отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Устанавливают его в отверстия стенок и ребрах картера. Для этой цели на валу имеются цилиндрические шлифованные опорные шейки. Для уменьшения трения между шейками вала и опорами в отверстия запрессовывают втулки, внутрен­няя поверхность которых покрыта антифрикционным слоем.

На валу, помимо опорных шеек, имеются кулачки — по два на каждый цилиндр, шестерня для привода мас­ляного насоса и прерывателя-распределителя и эксцентрик для привода топливного насоса.

От переднего торца распределительных валов двига­теля ЗИЛ-130 приводится в действие датчик пневмоцентробежного ограничителя частоты вращения ко­ленчатого вала двигателя. Трущиеся поверхности распре­делительного вала для уменьшения износа подвергнуты закалке с помощью нагрева током высокой частоты.

Привод распределительного вала от коленчатого вала осуществляется при помощи шестеренчатой передачи. Для этой цели на переднем торце коленчатого вала насажена стальная шестерня, а на переднем конце распределитель­ного вала —  чугунная шестерня. Распре­делительная шестерня от провертывания на валу удер­живается шпонкой и закреп­ляется шайбой и болтом, за­вернутым в торец вала. Обе распределительные шестерни имеют косые зубья, вызыва­ющие при вращении вала его осевое смещение.

Для предупреждения осе­вого смещения вала при ра­боте двигателя между шестер­ней и передней опорной шей­кой вала установлен фланец, который закреплен двумя болтами к передней стенке блока цилиндров (рис. 6). Внутри фланца на носке вала установлено распорное кольцо, толщина которого несколько больше толщины флан­ца, в результате чего достигается небольшое осевое сме­щение распределительного вала. В четырехтактных двигателях рабочий процесс проис­ходит за четыре хода поршня или два оборота коленча­того вала, т. е. за это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого ци­линдра, а это возможно если число оборотов распредели­тельного вала будет в 2 раза меньше числа оборотов колен­чатого вала, поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в 2 раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

Клапаны в цилиндрах двигателя должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень двигается от в. м. т. к н. м. т., впускной клапан должен быть открыт, а при такте сжатия, рас­ширения (рабочего хода) и выпуска закрыт. Чтобы обеспечить такую зависи­мость, на шестернях га­зораспределительного механизма делают мет­ки: на зубе шестерни коленчатого вала и меж­ду двумя зубьями ше­стерни распределитель­ного вала (рис. 7). При сборке двигателя эти метки должны совпа­дать.

Толкатели предна­значены для передачи усилия от кулачков распределительного ва­ла к штангам.

Штанги передают усилие от толкателей к коромыс­лам и выполнены в виде стальных стержней с закален­ными наконечниками (ЗИЛ-130)

Коромысла передают усилие от  штанги к клапану. Изго­товляют их из стали в виде двуплечего рычага, посажен­ного на ось. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. Полая ось закреплена в стойках на головке цилиндров. От продоль­ного перемещения коромысло удерживается сферической пружиной. На двигателях ЗИЛ-130 коро­мысла не равноплечие. В короткое плечо завернут регули­ровочный винт с контргайкой, упирающийся в сфериче­скую поверхность наконечника штанги.

Клапаны служат для периодического открытия и за­крытия отверстий впускных и выпускных каналов в за­висимости от положения поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя.