1. Кришка шатуна. 2. Болт кріплення кришки шатуна. 3. Шатун. 4. Поршень. 5. Терморегулююча пластина поршня. 6. Маслознімне кільце. 7. Нижнє компресійне кільце. 8. Верхнє компресійне кільце. 9. Поршневий палець. 10. Розтискна пружина (розширювач). 11. Вкладиші шатунного підшипника. 12. Колінчастий вал. 13. Шестерня лівого врівноважуючого валу. 14. Завзяті півкільця. 15. Шестерня приводу врівноважувальних валів. 16. Центрувальна втулка. 17. Задній сальник колінчастого валу. 18. Утримувач заднього сальника. 19. Шестерня правого врівноважуючого валу. 20. Маховик. 21. Шкала на утримувачі 18 заднього сальника. 22. Настановний штифт зчеплення. 23. Шайба болтів кріплення маховика. 24. Зубчастий обід маховика. 25. Завзяте півкільце підшипника. 28. Задній підшипник. 27. Стопорне кільце. 28. Вкладиші корінного підшипника. 29. Лівий врівноважуючий вал. 30. Передній підшипник. 31. Передній сальник колінчастого валу. 32. Зубчастий шків приводу розподільчого валу.
A. Маркування категорії поршня по отвору для поршневого пальця
Б. Маркування класу поршня за зовнішнім діаметром
B. Маркування ремонтного розміру поршня
Г. Настановна стрілка
Д. Мітка ст. м. т. поршнів
Е. Мітка на блоці циліндрів
Кривошипно-повзунний механізм служить для перетворення поступального руху поршня у обертальний рух колінчастого валу. Механізм складається з поршня 4 з поршневими кільцями 6, 7 і 8 і пальцем 9, шатуна 3, колінчастого валу 12 і маховика 20. Деталі кривошипно-повзунного механізму розташовані і працюють у блоці циліндрів. Колінчастий вал є основною силовою деталлю двигуна, яка сприймає навантаження газів і сили інерції зворотно-поступально рухомих деталей і передає їх через маховик на трансмісію автомобіля перетвореними в момент, що крутить.
Деталі поршневої групи та інші деталі кривошипно-шатунного механізму піддаються впливу значних механічних та термічних навантажень. Підбір матеріалів поршня, пальця, поршневих кілець та їх конструкція забезпечують надійне ущільнення порожнин камери згоряння та циліндра, ефективне тепловідведення, мінімальний коефіцієнт тертя, високу міцність та надійність при малій масі деталей.
Поршень
Поршень 4 відливається із високоміцного алюмінієвого сплаву. Алюмінієвий поршень легкий і добре відводить тепло до стінок циліндра, що охолоджуються. Але алюміній має найвищий температурний коефіцієнт лінійного розширення. Тому для надання температурної деформації поршня при нагріванні бажаного напрямку та виключення небезпеки заклинювання поршня в циліндрі в головці поршня над отвором для поршневого пальця залита сталева сталева пластина 5.
Для забезпечення встановленого зазору між дзеркалом циліндра і поршні поршні і циліндри по діаметру, що сполучається, сортуються на п'ять класів: А, В, С, D і Е. Клас поршня (літера) таврується на його днище. Літери позначають такі розміри (в мм) діаметра поршня: А-75,965...75,975; В-75,975... 75,985; З-75,985...75,995; D-75,995...76,005; Е-76,005...76,015.
Вимірювати діаметр поршня для визначення його класу необхідно в площині перпендикулярній поршневому пальцю на відстані 51,5 мм від днища. В інших місцях діаметр поршня відрізняється від його номінального діаметра, оскільки зовнішня поверхня поршня має складну форму. У поперечному перерізі вона овальна (овальність головки поршня від 0,1 мм, а спідниці до 0,55 мм), причому менша вісь овалу збігається з віссю поршневого пальця. По висоті спідниця і головка поршня мають конічну форму і, крім того, діаметр головки на 0,5 мм менше діаметра спідниці. Така форма поршня за кімнатної температури забезпечує найбільш сприятливу форму поршня при роботі в циліндрі двигуна.
Зовнішня поверхня спідниці поршня не гладка, а має ряд кільцевих мікроканавок глибиною до 14 мкм. Така поверхня сприяє кращому підробітку поршня і зменшенню сип тертя поршня про циліндр, так як в мікроканавках затримується масло. Днище поршня плоске, з овальною виїмкою під камеру згоряння та з невеликими виїмками для клапанів. У нижній частині бобишок під поршневий палець є отвори для проходу олії до поршневого пальця. Для поліпшення умов мастила у верхній частині отворів під палець зроблено два поздовжні пази шириною 3 мм і глибиною 0,7 мм, в яких утримується масло. У зоні бобишок висота спідниці зменшена, щоб виключити справу про поршень противаг колінчастого валу.
Вісь отвору під поршневий палець зміщена на 1,2 мм від діаметральної площини поршня у бік розташування клапанів двигуна. Завдяки цьому перекладання поршня в межах зазору між спідницею та дзеркалом циліндра при зміні напрямку руху в зоні верхньої мертвої точки на початку робочого ходу відбувається практично без удару. Однак це вимагає встановлення поршня в циліндрі при складанні так, щоб стрілка Г на його днищі була спрямована у бік передньої частини двигуна.
Поршні в двигуні повинні бути однакові по масі, щоб зменшити вібрації через відмінності мас деталей, що зворотно-поступально рухаються. Тому при виготовленні маса поршнів витримується з граничним відхиленням±5 г.
По масі поршні сортуються на три групи: нормальну, збільшену на 5 г та зменшену на 5 г. Цим групам відповідає маркування на днище поршня: «Г», «+» і «—» На двигуні всі поршні мають бути однієї групи по масі.
У запасні частини поставляються поршні номінального розміру лише трьох класів: А, С і Е. Цього достатньо для підбору поршня до будь-якого циліндра під час роботи двигуна, оскільки поршні та циліндри розбиті на класи з деяким перекриттям розмірів. Наприклад, до циліндрів класів і D може підійти поршень класу С. Головне при підборі поршня - забезпечити необхідний монтажний зазор між поршнем і циліндром 0,025... 0,045 мм.
Крім поршнів номінального розміру запасні частини поставляються і ремонтні поршні зі збільшеним на 0,4 і 0,8 зовнішнім діаметром. Ці поршні призначені для встановлення у відремонтовані блоки циліндрів, у яких циліндри розточені та відхонінговані під черговий ремонтний розмір. На днищах ремонтних поршнів ставиться маркування у вигляді квадрата або трикутника. Трикутник відповідає збільшенню зовнішнього діаметра на 04 мм, а квадрат - на 08 мм.
На головці поршня є три кільцеві канавки: у дві верхні встановлюються компресійні кільця 7 і 8, в нижню - маслознімне кільце 6. з розжимною пружиною 10. Канавка маслознімного кільця повідомляється з внутрішньою порожниною поршня чотирма радіоме циліндра, проходить всередину поршня та «стікає у картер двигуна.
Поршневий палець
Поршневий палець 9, поршень, що шарнірно з'єднує з верхньою головкою шатуна, сталевий з внутрішнім отвором, запресований у верхню головку шатуна з натягом 0,010...0,042 мм і вільно обертається в бобишках поршня (зазор 0,008 - 0,016 мм).
Пальці по зовнішньому діаметру, так само як і поршні діаметром отвору під палець, сортуються через 0,004 мм на три категорії Категорії позначаються цифрою (1, 2, 3) на дно поршня і фарбою на торці пальця: синій колір - перша категорія, зелений - друга, червоний - третя. Пальець і поршень, що збираються, повинні належати до однієї категорії, така селективна збірка гарантує отримання необхідного зазору. Правильність пари можна перевірити, вставляючи змащений маслом палець у поршень. Палець повинен легко вставлятись у поршень натисканням руки і не випадати з поршня під дією власної маси.
Поршневі кільця
Поршневі кільця 6, 7 і 8 забезпечують необхідне ущільнення циліндра, відводять частину сприйманого днищем поршня тепла до стінки циліндра і розподіляють плівку масла на поверхнях спідниці і циліндра, не допускаючи попадання олії в камеру згоряння. пружності та тиском газів, а кільце 6 додатково пружиною 10.
Верхнє компресійне кільце 8 працює в умовах високої температури, агресивного впливу продуктів згоряння та недостатнього мастила, тому для підвищення зносостійкості зовнішня поверхня хромована і для поліпшення прироблюваності має бочкоподібну форму утворює.
Нижнє компресійне кільце 7 має знизу проточку для збирання олії при ході поршня вниз, виконуючи при цьому додаткову функцію маслоскида кільця. Поверхня кільця для підвищення зносостійкості та зменшення тертя стінки циліндра фосфатується.
Маслознімне кільце 6 має на робочій поверхні між двома хромованими опорними поясками кільцеву маспозбірну канавку і в ній чотири отвори для відведення знятого зі стінок циліндра масла Кільце має, таким чином, дві зскребають кромки Зіскоблюючу дію посилено застосуванням розтискної пружини 10.. Ця пружина, впливаючи на кільце, збільшує рівномірність радіального тиску на циліндр, не перешкоджаючи свободі руху як кільця, і поршня.
Кільця ремонтних розмірів виготовляються (так само, як і поршні) із збільшеним на 0,4 та 0,8 зовнішнім діаметром.
Шатун
Шатун 3 є деталлю, що зв'язує поршень з колінчастим валом. При роботі двигуна на шатун діють знакозмінні навантаження від сил інерції та тиску газів. Динамічні навантаження на шатун в момент займання робочої суміші в камері згоряння вимагають, щоб при мінімальній вазі шатун мав високу жорсткість, опірність до ударних навантажень, достатньої міцності втоми.
Для цього шатун виконаний кованим зі сталі і складається зі стрижня двотаврового перерізу, верхньої нероз'ємної та нижньої роз'ємної головок. У нижній головці шатуна з кришкою 1 встановлюються вкладиші 11 шатунного підшипника, що сполучається з шатунною шийкою колінчастого валу. Діаметральний зазор між шийкою та вкладишами шатунних підшипників становить 0,02...0,07 мм.
Кришка нижньої головки шатуна кріпиться двома болтами 2 з гайками, що самоконтрятся. Для забезпечення центрування болтів їх зовнішня поверхня та отвір у шатуні обробляються з високою точністю, а головка болта має поясок, яким болт запресовується в отвір. Для забезпечення точності отвір під вкладиші в нижній головці шатуна обробляється у збиранні з кришкою. Щоб при складанні не переплутати кришки шатунів, на шатуні та відповідній кришці є клейма з номером циліндра, в який вони встановлюються. При складанні цифри на шатуні та кришці повинні знаходитися на одній стороні. У місці переходу нижньої голівки шатуна в стрижень до 1997 р. був отвір, через який масло розбризкувалося на стінки циліндра.
При складанні шатунно-поршневої групи шатуни зі згаданим отвором необхідно розташовувати так, щоб отвір на шатуні та стрілка на днищі поршня були спрямовані в один бік. Шатуни без отвору можна з'єднувати з поршнем у будь-якому положенні.
Для забезпечення роботи двигуна без вібрації масу обох шатунів у зборі з кришками підганяють зняттям металу з бічних бобишок на верхній головці шатуна і з боби на кришці так, щоб маса верхніх головок шатунів відрізнялася не більше±2 г, а нижніх — не більше±3 г.
Колінчастий вал
Колінчастий вал 12 відливається з високопробного спеціального чавуну і складається з шатунних та корінних шліфованих шийок, щік та противаг. Для зменшення деформацій валу при роботі двигуна він зроблений триопорним та з великим перекриттям корінних та шатунних шийок. Висока міцність втоми матеріалу колінчастого валу забезпечується конструктивно плавно виконаними переходами між шийками і щоками і ретельною обробкою напружених місць. Висока зносостійкість шийок валу досягається їх великим діаметром, що зменшило питомі навантаження в підшипниках, і поверхневим загартуванням шийок струмами високої частоти на глибину 2...3 мм.
Діаметр корінних шийок колінчастого валу становить 50,799...50,819 мм, діаметр шийок шатунних 47,83...47,85 мм.
Для зменшення навантаження від відцентрових сил на корінні підшипники та зменшення вібрації двигуна вал забезпечений противагами, відлитими за одне ціле з ним. Противаги частково врівноважують відцентрові сили, що діють на шийки шатуни, від переміщень шатуна з поршнем, які виникають при роботі двигуна. За допомогою динамічного балансування колінчастого валу величина дисбалансу в площині, що проходить через середину першої корінної шийки, становить 19782 50 гмм, а третьої - 21376 50 гмм.
У тілі валу просвердлені канали, що з'єднують 1 і 3 корінні шийки з шатунними. По цих каналах олія підводиться для мастила шатунних підшипників. Технологічні виходи каналів закриті ковпачковими заглушками сталевими, які запресовуються в канали і зачеканиваются в трьох точках. Вихід олії для змащення кожного шатунного підшипника здійснюється у двох місцях через горизонтальний наскрізний канал у відповідній шийці, що сприяє рівномірному зношування шийок по колу.
Діаметральний зазор між корінною шийкою та вкладишами корінних підшипників становить 0,026...0,073 мм.
Передбачена можливість перешліфування шийок колінчастого валу при ремонті із зменшенням діаметра.
На передньому кінці валу, з сальником 31, на шпонці закріплюються болтом зубчастий шків приводу розподільного валу 32 і шків приводу генератора 33. На задньому кінці валу, з сальником 17, на шпонці встановлюється шестерня приводу врівноважують валів 15, а на торці болтами через шайбу 23 закріплюється маховик 20 з зубчастим ободом 24. Маховик забезпечений настановними штифтами зчеплення 22, а на зовнішній поверхні має мітку. м. т. поршнів (мітка Д). Задній сальник валу фіксується у тримачі заднього сальника 18, який центрується на блоці центруючими втулками 16.
Врівноважуючий механізм
Врівноважуючий механізм складається з двох врівноважувальних валів 29, розташованих у блоці циліндрів по обидва боки від колінчастого валу. Вали відлиті з чавуну та мають дисбаланс, рівний у площині передньої опори 5679,9±50 гмм, а в площині задньої опори 4906±50 гмм. Така величина дисбалансу забезпечується свердлінням отворів із зовнішньої поверхні врівноважує валу при його динамічному балансуванні.
Вали обертаються у двох кулькових підшипниках 26 та 30, встановлених у гніздах блоку циліндрів. Привід лівого та правого валів здійснюється від провідної шестерні 15, встановленої на шпонці на задньому кінці колінчастого валу. Ведені шестірні 13 і 19 валів встановлені також на шпонках.
Для ефективної роботи врівноважувальних валів необхідно, щоб сили інерції від мас поршнів з шатунами та від незбалансованих мас врівноважувальних валів були спрямовані в протилежні сторони та взаємно компенсували один одного. Це забезпечується точною установкою врівноважувальних валів щодо колінчастого валу за мітками на шестірнях.