Устройство дизельного двигателя «Д-245»
Основные сборочные единицы, системы, узлы и детали дизеля «Д-245» таковы:
- корпус (блок цилиндров и подвеска);
- газораспределительный механизм (головка цилиндров, клапаны и толкатели клапанов, крышка головки цилиндров, выпускной тракт (коллектор), распределительный механизм);
- кривошипно-шатунный механизм (поршни, шатуны, коленчатый вал и маховик»;
- система смазки (сапун, масляный картер, приёмник маслонасоса и сам масляный насос, фильтр масляный с жидкостно-масляным теплообменником, маслопроводы турбокомпрессора);
- система питания (топливные трубопроводы и топливная аппаратура, фильтры тонкой и грубой очистки, воздухоочиститель и воздухоотводящий тракт);
- система охлаждения (насос, термостат, вентилятор).
В целях повышения технико-экономических показателей мотора, в системе впуска был применён турбонаддув с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Добавление в конструкцию наддува турбокомпрессора с регулируемым давлением наддува позволило получить лучшую приёмистость, которая обеспечена усиленным значением крутящего момента, при малом значении частоты вращения коленвала; а также должный уровень соответствия стандартам содержания вредных выбросов в выхлопных газах. Для гарантии бесперебойного запуска мотора при низких температурах на улице в головке дизеля смонтированы свечи накаливания, плюс имеющийся на данных двигателях жидкостно-масляный теплообменник обеспечивает быстрое достижение оптимальной температуры масла в системе смазки, с поддержанием её на нужном уровне во время работы.
Из чего сделан блок цилиндров двигателя
Самый распространенный материал, который используется при производстве ‒ чугун. Это традиционный вариант. На втором месте алюминий. Вернее его различные сплавы. Ну и еще достаточно экзотический материал – магниевый сплав. Теперь обо всех трех вариантах – более подробно.
Чугун
Это – традиционный материал, из него на протяжении многих десятилетий изготавливали эту деталь.
Чугун использовали с добавками: никелем, хромом. Среди положительных качеств чугунного изделия можно выделить: меньшую чувствительность к перегреву, жесткость, которая очень важна при форсировке двигателя.
Устройство, в основном, работает при частой смене температурного режима, поэтому изделия из чугуна в приоритете. Главный недостаток – значительный вес, который ухудшает динамику легкового авто.
Алюминий
Обладает такими положительными свойствами, как оптимальное охлаждение двигателя и незначительный вес. Он находится на втором месте по количеству выпускаемых блоков цилиндров. Особенность конструкции из алюминия – установка гильз.
Сегодня для выполнения этой операции, в основном, применяют две технологии Locasil и Nicasil. В первом случае запрессовываются гильзы из алюминий-кремниевого сплава во втором – наносится никелевое покрытие. Вторая технология имеет существенный недостаток – если, к примеру, прогорает поршень, обрывается шатун или выходит из строя никелевое покрытие, то изделие отремонтировать не получится.
Также никосиловая технология не предусматривает расточку, приходится менять весь узел в сборе. Понятно, что в таком случае владельцу автомобиля приходится раскошелится на солидную сумму.
Магниевый сплав
Блок цилиндров двигателя из него твердый как чугунный, и легкий, как алюминиевый. Правда стоит такое изделие дорого, и по этой причине в условиях конвейерного производства не используется, хотя соединяет в себе лучшие качества чугуна и алюминия. Как видите, у каждого из упомянутых материалов есть определенные плюсы и минусы, но утверждать, что какой-то из них лучше, было бы некорректно.
Установка гильзы
3.1 Установить блок на стенд для сборки двигателя.
3.2 Продуть все поверхности сжатым воздухом.
3.3 Заходная фаска на нижнем посадочном поясе в блоке должна быть чистой, гладкой, без забоин. Перед установкой гильз заходные фаски гильз и блока необходимо смазать.
Недопустимо смазывать герметиком или консистентной смазкой опорную поверхность для бурта гильзы в блоке.
3.4 Установить уплотнительные кольца на гильзу, либо в канавки блока и/или гильзы. Установку уплотнительных колец производить в соответствии с руководством по ремонту двигателя.
Недопустимо смазывать герметиком или консистентной смазкой канавки для уплотнительных колец в блоке и на гильзе.
3.5 Смазать уплотнительные кольца моторным маслом.
3.6 Ещё раз измерить выступание гильзы над поверхностью блока после установки гильзы прижав её соответствующим приспособлением.
- ММЗ: 0,05-0,11 мм
- ЗИЛ: 0,027-0,100 мм
Устройство современного двигателя
Блок картер двигателя
Блок – картер является корпусной деталью, представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя – верхнюю часть картера коленчатого вала. В верхней части блок – картера выполнены вертикальные расточки, в которых установлены гильзы цилиндров. Полость между стенками блок – картера и гильзами служит для прохода ОЖ. В поперечных перегородках нижней части блок – картера расточены поверхности, предназначенные для подвески коленчатого вала. Вместе с крышками они образуют постель для коренных подшипников коленчатого вала. Для обеспечения соосности коренных подшипников расточка постелей блок – картера производится в сборе с крышками с одной установки. Поэтому крышки коренных подшипников невзаимозаменяемые.
В передней стенке блок – картера запрессована бронзовая втулка, которая является передней опорой распределительного вала, две другие опоры расточены в теле блока.
На наружных боковых поверхностях блок – картера имеется ряд обработанных привалочных плоскостей для крепления сборочных единиц и агрегатов. К переднему торцу блок – картера крепится картер и крышка картера распределительных шестерен. К крышке картера крепится разъёмная передняя опора. К задней привалочной плоскости блок – картера крепится картер маховика. Картер маховика выполнен из алюминиевого сплава. Картер маховика дизелей со стартерным пуском – фланец для крепления картера. Установочная шпилька, ввёрнутая в резьбовое отверстие на картере маховика, служит для определения положения поршня первого цилиндра в в.м.т.
В связи с применением на дизелях охлаждения поршней маслом в блок – картере касательно каналу главной масляной магистрали выполнены четыре сверления, в которые устанавливаются форсунки. Выходя из сопла форсунки, струя масла омывает донышко поршня, охлаждая его.
Вкладыши коренных подшипников изготовлены из биметаллической полосы сталь – сплав А020 – 1.
Гильзы цилиндров съемные, “мокрого” типа, изготовлены из специального чугуна. Внутренняя поверхность гильзы закалена ТВЧ. Гильза устанавливается в блок – картер по двум центрующим пояскам: верхнему и нижнему. В верхнем пояске гильза закрепляется буртом, в нижнем уплотняется резиновыми кольцами, размещенными в канавках блок – картера.
Полость между стенками блока цилиндров и гильзами образует рубашку охлаждения, заполненную ОЖ.
Головка цилиндров лита из чугуна, общая для всех цилиндров. Для уплотнения плоскости разъёма между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка из асбостального полотна. В головке выполнены впускные и выпускные каналы, закрываемые клапанами. Для совершенствования процесса смесеобразования впускные каналы в головке цилиндров дизелей выполнены по типу винтового канала, создающего вращательное движение воздушного заряда вокруг оси цилиндра. Для повышения износостойкости посадочных мест под клапаны головки цилиндров установлены седла из специального жаропрочного сплава. На головке цилиндров имеется четыре гнезда для установки форсунок. Внутренние полости, выполненные в головке цилиндров, служат для прохода ОЖ.
На головке монтируется клапанный механизм, который закрыт алюминиевым колпаком. Стык между колпаком и корпусом колпака уплотнён паронитовой прокладкой.
Источник
История
После появления поршневых двигателей, в целях улучшения равномерности и массогабаритных показателей, увеличения КПД (искровые) и снижения вибрации, были созданы многоцилиндровые конструкции. На ранних двигателях, ввиду технологических трудностей, картер кривошипного механизма присоединялся на болтах, часто были отдельными цилиндры, рубашки охлаждения, водяные и масляные трубки.
По мере развития технологий литья и станочной обработки (то есть, уменьшения вероятности брака столь сложной детали) блок цилиндров объединил в себе часть картера и все цилиндры. Это уменьшило количество деталей, их суммарный вес, и увеличило жёсткость (что позволяет, например, форсировать двигатели по наддуву). Сейчас такие названия как «блок двигателя», «блок цилиндров», «блок» можно услышать в сервисе или среди водителей, и все они относятся именно к этой единой детали. Блок-картером является деталь, объединяющую в себе блок и все стенки картера (часто это туннельный блок-картер), но и её обычно называют так же.
Однако трудности транспортного характера всё ещё вынуждают изготавливать крупноразмерные судовые двигатели с отдельным картером, отдельными цилиндрами, отдельными головками. Судовые дизели столь велики, что перевозятся по железной дороге частями и монтируются краном на месте. Из эксплуатационных соображений их блоки и картеры имеют многочисленные люки для обслуживания и проверки, и даже головки цилиндров могут иметь отъёмные клапаны с сёдлами.
Двигатель ММЗ Д-260
В целом, шестицилиндровые моторы лучше сбалансированы, чем четырёхцилиндровые, отличаются большей плавностью работы и дают меньший уровень вибрации. В то же время, они требуют больше времени на изготовление и обслуживание, дороже и не так компактны, как предшественники.
Описание
Д-260 — рядный двигатель, т. е. цилиндры расположены в ряд и имеют общий коленвал. Эта конфигурация считается сбалансированной: силы инерции взаимно уравновешивают друг друга, что даёт плавный ход поршней и низкий уровень вибрации. Возможна вибрация на малых оборотах холостого хода.
Мотор комплектуется стартерами, генераторами и турбокомпрессорами белорусского производства и чешскими топливными насосами. Оптимальное соотношение отечественных и зарубежных деталей обеспечивает баланс цены и качества.
Двигатель устанавливается на различную спецтехнику
Модификации
В настоящее время ММЗ выпускает модификации Д-260 в более чем сорока вариантах, что почти полностью закрывает потребности производителей тракторов и спецтехники. Их устанавливают на зерно- и кормоуборочные комбайны, погрузчики и некоторые модели автобусов. Были попытки комплектовать также дальнобойные автомобили, но в этой сфере моторы показали себя не очень хорошо. Зато для строительной, дорожной и аграрной сфер технические характеристики Д 260 подходят идеально. Покупатели отмечают высокую мощность двигателя, долгий срок службы и неприхотливость.
Обязательно почитайте: Технические характеристики ГАЗ «Валдай»
Схема работы системы охлаждения
Система охлаждения двигателя д-260
Это система закрытого типа. Для слежения за стадией нагрева охлаждающей субстанции используется дистанционный термометр, а также световой сигнал. Срабатывание светового сигнала означает необходимость отключения двигателя. Постоянную коррекцию режима охлаждения, определяемую нагрузкой и условиями эксплуатации трактора, осуществляет пара термостатов, устанавливаемых на линии нагнетания.
Для охлаждения двигателя Д-260 в тракторах используется мягкая очищенная вода или специализированная жидкость, выдерживающая минусовые температуры. Циркуляцию охлаждающей субстанции в устройстве осуществляет водяной насос. Вентилятор, взаимодействующий с насосом, приводится в движение ремнем, соединенным со шкивом коленчатого вала. Добавление смазочного материала в подшипники не понадобится.
Что такое блок цилиндров ММЗ?
Блок цилиндров ММЗ — основная корпусная деталь поршневых двигателей внутреннего сгорания (дизелей) производства Минского моторного завода (ММЗ); монолитная чугунная отливка, в которой размещаются все цилиндры, а также основная масса деталей и навесного оборудования силового агрегата.
Двигатель ММЗ
ПО «Минский моторный завод» выпускает несколько линеек дизельных двигателей, которые поставляются на «Минский тракторный завод», многие отечественные тракторные и автозаводы (ГАЗ, ПАЗ), предприятия по производству комбайнов и иной техники. Силовые агрегаты строятся по классической схеме — все они рядные, с вертикальным расположением цилиндров и нижним распредвалом. Основу двигателя составляет блок цилиндров, на который возлагается несколько функций:
- Является основной сборочной единицей, на которую устанавливаются все (или почти все) агрегаты двигателя;
- Вмещает в себя каналы систем охлаждения и смазки;
- Обеспечивает необходимую жесткость всей конструкции, ее устойчивость к механическим и тепловым нагрузкам;
- Служит корпусной деталью, обеспечивающей правильность установки цилиндров, валов и других деталей, а также и их защиту от негативных воздействий окружающей среды.
В процессе эксплуатации двигателя блок подвергается значительным нагрузкам, что приводит к потере его основных характеристик, износу и повреждениям. При значительных повреждениях или по истечению ресурса двигатель подвергается капитальному ремонту с заменой блока цилиндров и других деталей. Для надежного восстановления силового агрегата необходимо правильно подобрать блок — чтобы сделать верный выбор, следует сначала разобраться в конструкции, типах и применяемости блоков цилиндров ММЗ.
Вентиляционные отверстия картера
 |
|
Изображение 1 |
 |
|
Изображение 2 |
Более новые картеры снабжаются вентиляционными отверстиями поверх коленчатого вала и под цилиндрами (изобр. 1 и 2).
Вентиляции в зоне кривошипов при вытянутых вниз боковых стенках и связанных с ними элементами жёсткости коренных подшипников препятствуется. Благодаря вентиляционным отверстиям вытесненный воздух, который при движении поршня от верхней мёртвой точки в направлении нижней мёртвой точки находится под поршнем, может уйти в сторону и, тем самым, вытесняется туда, где поршень как раз движется в направлении верхней мёртвой точки. Тем самым воздухообмен осуществляется быстрее и эффективнее, поскольку воздуху больше не нужно проходить длинного пути вокруг коленчатого вала. Благодаря уменьшившемуся сопротивлению воздуха достигается, кроме того, значительное увеличение мощности. В зависимости от расстояния цилиндров до коленчатого вала, вентиляционные отверстия находятся либо в зоне прилегания коренных подшипников ниже рабочих поверхностей цилиндров, либо в зоне рабочих поверхностей цилиндров или где-либо между данными зонами.
Описание мотора
Устройство двигателя Д 260 предусматривает наличие шести камер, выстроенных в ряд и выполняющих четыре такта за цикл. Материал остова установки — чугун, в который запрессованы «мокрые» гильзы. Для большего эффекта охлаждения, применяются масляные распылители, направляющие жидкость в днище вытеснителей. Коленчатый вал из стали, помещён в остов мотора, коренные и шатунные шейки изделия 85,25 и 73мм соответственно. Ход вытеснителя при таких условиях на уровне 125мм, вытеснитель сечением 110мм, выполнен из алюминия, шатуны — стальные.
Головка:
Силовую установку, объёмом 7,12 литра. Головка остова выполнена из чугуна, внутрь изделия вставлены сёдла, обслуживающие 12 клапанов. Распределительный вал мотора расположен внутри остова, передача усилия клапанам происходит посредством толкателя, штанги и коромысла. На одну камеру приходится два клапана — впускной и выпускной, сечением 48 и 42мм соответственно. При проведении планового осмотра, контролируют степень износа, после превышения допустимого уровня, изделия регулируют.
Для питания мотора используют «363» помпу Ярославского завода дизельной аппаратуры. Так же устанавливается турбинный компрессор ТКР 7. Для соответствия постоянно меняющимся экологическим стандартам, приходится дорабатывать и двигатель. Первая доводка проводилась в 1998 году, тогда устройство стало соответствовать требованиям «Евро-1». Череда следующих улучшений пришлась на 2001 и 2005 год, когда мотор довели до «Евро»-2 и 3 соответственно. В последнем случае ради достижения результата применили впрыск Common rail совместно с топливной помпой и электронным управлением «Bosch».
Блок:
Мокрая гильза
Стоимость шлифовки колен. вала, ГБЦ, ремонта блоков цилиндров
Поскольку мокрые гильзы обеспечивают лучший отвод тепла, такие гильзы применяют в форсированных двигателях. Мокрые гильзы, в частности, имеют тракторный дизель СМД-14 ( рис. 314), автомобильные карбюраторные двигатели М-24, ЗИЛ-130 и др. Изношенные мокрые гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси.
Поскольку мокрые гильзы обеспечивают лучший отвод тепла, такие гильзы применяют в форсированных двигателях. Мокрые гильзы, в частности, имеют тракторный дизель СМД-14 ( рис. 35), автомобильные карбюраторные двигатели ГАЗ-21 ( рис. 36, 37), ЗИЛ-130 ( см. рис. 22) и др. Изношенные мокрые гильзы в большинстве случаев не ремонтируют ( расточка и шлифовка), а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси.
При установке мокрой гильзы в блок-картер добиваются, чтобы охлаждающая жидкость не попадала в поддон картера и в цилиндр и чтобы обеспечивалась возможность свободного изменения длины гильзы при ее нагревании и охлаждении.
При использовании мокрых гильз достигаются следующие преимущества: упрощается литье блок-картеров, имеется возможность применения более износостойких материалов, повышается теплоот-вод и уменьшается неравномерность нагрева, снижается трудоемкость ремонта.
В стенках мокрых гильз при изменении положения шатуна п направления действия нормальных сил возникают динамические деформации, вызываемые ударами поршня при его перекладке в в. Амплитуда ударных сил во многом зависит от зазора в паре поршень — гильза п от профиля поверхности поршня но высоте.
Верхний фланец мокрой гильзы двигателя ГАЗ-21 входит в проточку блока и через прокладку надежно зажимается головкой цилиндров; в нижней части гильза уплотняется кольцевой прокладкой из маслоупорной резины.
| Продольный разрез двигателя ГАЗ-21. / — блок-картер. 2 — мокрая гильза. 3 — поршень с юбкой облегченного типа. |
В блок-картере мокрую гильзу устанавливают в двух направляющих поясах ( см. рис. 22, 35), причем диаметр верхнего направляющего пояса выполняют несколько большим, чем диаметр нижнего.
В блок-картере мокрую гильзу устанавливают в двух направляющих поясах ( см. рис. 308 и 314), причем диаметр верхнего направляющего пояса выполняют несколько большим, чем диаметр нижнего.
На наружной поверхности мокрой гильзы имеются два точно обработанных пояса. Посадка верхнего пояса гильзы выполнена с зазором, чтобы предохранить металл от трещин при тепловом расширении. Верхним поясом гильза опирается на поверхность выточки в рубашке цилиндра. Для предохранения от прорыва газов стык между головкой блока, гильзами и рубашкой цилиндров уплотняется общей алюминиевой, стале — или медноасбестовой прокладкой. При обжатии шпильками головки блока или крышки прокладка деформируется и уплотняет соединение. Нижняя часть мокрой гильзы цилиндра не может быть уплотнена жестко, так как она в процессе работы двигателя нагревается и удлиняется. Здесь применяют подвижную посадку, предохраняющую гильзовую втулку от деформации.
Уплотнение нижнего стыка мокрой гильзы и блока достигается обычно с тгомощыо двух резиновых колец 1 ( рпс.
Блок цилиндров с мокрыми гильзами всегда легче, чем блок-картер, отлитый как одно целое с цилиндрами; однако стоимость его изготовления может быть более высокой. Преимуществом такой конструкции блока цилиндров является устранение брака при литье вследствие нарушения геометрии формы и неравномерности толщины стенок отливки. Благодаря этому обеспечивается более равномерное охлаждение цилиндров, беспрепятственная циркуляция охлаждающей воды и устранение явлений неравномерного нагрева стенок.
| Уплотнительная прокладка из листов мягкой стали.| Уплотнение газового стыка при помощи кольцевых канавок. |
Для этого торец фланца мокрой гильзы / располагают на 0 05 — 0 30 мм выше верхней плоскости блока 2 ( рис. 63, б), что уменьшает площадь контакта, на которую передается большая часть сил затяжки крепежных шпилек ( или болтов) головки блока.
| Заготовки автомобильных и тракторных гильз. |
Неисправности и ремонт блока цилиндров[29]
При нормальной эксплуатации наблюдается постепенный износ поверхности цилиндров. Если блок цилиндров не имеет сменных гильз, то по достижении предельного размера он подлежит расточке до следующего ремонтного размера, с установкой соответствующей поршневой. Можно на значительное время отодвинуть расточку установкой колец следующего ремонта с их подгонкой, но придётся смириться со стуком холодных поршней, и несколько повышенным расходом масла. Если же блок имеет сменные гильзы, то они подлежат замене с кольцами и (обычно) с поршнями.
Важное:
при установке колец в не расточенный блок нужно выставлять зазор в замке не в верхней части, где износ больше, а в нижней. Проверять в неизношенном верхнем пояске необходимости нет, так как кольца его не достигают. Всё же полезно очистить этот поясок от нагара «нулёвкой» для облегчения монтажа колец.
Все остальные неисправности блока цилиндров вызваны неправильной эксплуатацией, либо заводским браком. При размораживании блока его рубашка снаружи трескается, и подлежит заварке аргоном (алюминиевый сплав), запайке латунью или заклейке эпоксидным клеем (чугунный блок). Возникшие трещины в неответственных местах могут завариваться (чугун — электродом с чёрным маркером, алюминий — сваркой аргоном), корродированные места под гильзы могут наплавляться и протачиваться.
Заводской брак может иметь две причины: конструкторские ошибки, приводящие к систематическим разрушениям (трещины) в большом проценте блоков, и брак на конвейере. Например, после отливки (но перед механической обработкой) заготовка должна пройти естественную или искусственную релаксацию напряжений. Когда в связи с реформами на АвтоВАЗ складской цикл хранения сократили, пошёл массовый брак (коробление) блоков после мехобработки. Поэтому пришлось вводить выдержку отливок при температуре для релаксации напряжений. Возможны такие виды брака как негерметичность рубашки (трещины, свищи), выходы дефектов на поверхность цилиндра, отклонения размеров, коробление. В части случаев такой заводской брак устраним.
В случае утери крышки коренных подшипников может возникнуть необходимость расточки постелей — после просаживания крышек на необходимую величину 2-4 мм и тщательного базирования постели растачивают борштангой напроход.
В случае вырыва шпильки с резьбой из блока — высверливают обломыш (если он остался), затем нарезают увеличенную резьбу, и ввёртывают ремонтную шпильку. Такие неприятности чаще всего случаются в алюминиевых блоках.
В случае повреждения газового стыка в блоке с сухой гильзой, поверхность шлифуют до устранения дефекта. При этом нужно контролировать выступание поршней над плоскостью при сборке — при превышении нормы поршни придётся подточить в размер, во избежание соударения с головкой.
Ввиду разнообразия конструкций блоков, следует в общем случае полагаться на инструкцию по ремонту соответствующего двигателя.
