Главная | Обратная связь

Общее устройство шатунов

Основными элементами шатуна (рис. 1) являются верхняя (поршневая) головка 6, стержень 5, нижняя (кривошипная) головка 4. Верхняя головка шатунов дизелей выполняется заодно со стержнем неразъемной. Нижняя головка 4 делается разъемной (или отъемной) с крышкой, крепящейся болтами 3.

Шатуны изготавливают из стали штамповкой или свободной ковкой. При выполнении шатуна свободной ковкой стержень 5 его делают круглого сечения. У штампованных шатунов стержень 7 обычно двутаврового сечения. Стержень шатуна используется для подвода масла из кривошипного подшипника в поршневой. Для этого по оси стержня 5 сверлят каналы “а” и ”б”. В двутавровых шатунах для данной цели используют трубку 8, прикрепляемую к стержню скобами 9, или утолщение 10 стержня, в котором сверлят канал “в”. Верхняя головка Втулка 1 (рис. 2, а), запрессованная в верхнюю головку шатуна, образует головной подшипник для пальца, соединяющего шатун с поршнем. Его изготавливают из оловянисто-фосфористой бронзы или стали с заплавкой изнутри свинцовистой бронзой. Втулка становится болтом. На ее поверхности протачивается кольцевая или полукольцевая канавка “б” и сверлятся отверстия “в” для подвода масла из осевого канала “а” стерня шатуна в холодильники 2 подшипника верхней головки шатуна. Двигатель с охлаждаемыми поршнями имеет в головках шатунов отверстия “в” (рис. 2, б) для выхода масла. При этом канавка “б” делается кольцевой и соединяет отверстие с осевым каналом “а”.

Рис. 1. Шатун

Предусмотрен ряд отверстий “г” в головке и во втулке для подвода масла к поршневому пальцу.

Подшипник верхней головки шатуна у высокооборотных двигателей может смазываться разбрызгиванием, то есть частичками масла, находящимися в картерном пространстве. В данном случае (рис. 2, в) головка шатуна и втулка 1 имеет ряд отверстий “а” в верхней части, через которые частицы масла оседают на пальце поршня,

Рис. 2. Верхние головки шатунов

смазывая его. В одно из отверстий вставлена латунная трубка 2, стопорящая втулку 1.

Нижняя головка

У среднеоборотных двигателей первых выпусков отъемная кривошипная головка. Стержень шатуна (рис. 3, а) заканчивается пяткой 10, к которой болтами 5 крепятся верхняя 7 и нижняя 2 половинки головки. Для центровки со стержнем шатуна верхняя половинка кривошипной головки снабжена выступом 13. Отъемная головка шатуна позволяет регулировать высоту камеры и степень сжатия путем изменения толщины прокладки 8 род пяткой 10 шатуна. На двигателях постройки последних лет прокладки 8 не ставят, так как они уменьшают общую жесткость головки.

Рис. 3. Нижние головки шатуна

Ремонт шатуна с отъемной головкой проще, чем у шатуна с неотъемной головкой, хотя общая масса его больше. Для шатунной шейки кривошипа коленчатого вала в нижней головке имеется подшипник, называемый кривошипным. Внутренняя поверхность половинок 2 и 7 в отъемной головке заплавляется антифрикционным сплавом без вкладышей. Для заливки шатунных подшипников используются такие

же сплавы, как и для заливки рамовых. В разъеме подшипника устанавливают наборы прокладок 4 для регулирования масляного зазора. Масло для смазки кривошипного подшипника поступает из осевого канала коленчатого вала на поверхность шейки через одно или 2 отверстия. При одном отверстии в подшипнике прорезается кольцевая канавка “б”. Из нее масло направляется в холодильники 15, затем через отверстие “а”, трубку 14 – к подшипнику верхней головки шатуна.

Кривошипный подшипник при неотъемной нижней головке образуется стальными вкладышами 4 и 5 (рис. 3, б), заплавляемыми антифрикционным сплавом. От проворачивания вкладыши фиксируются штифтами 2 и 1, иногда у вкладышей делают выточки под шатунные болты 3 (рис. 1), при этом последние являются фиксаторами вкладышей.

У небольших двигателей кривошипная головка часто выполняется с косым разъемом (рис. 3, в) крышка крепится к головке 4 шпильками 1, застопоренными в головке штифтами 3. Косой разъем делится для удобства обслуживания, а иногда в технологических целях.

Шатуны V-образных двигателей (рис. 3, г) имеют общую для двух цилиндров кривошипную головку. К главному шатуну 1 пальцем 2 крепится прицепной 3, нижняя головка которого снабжена бронзовой втулкой 4, и смазывается маслом, поступающим от шейки вала по каналам “а” и ”б”. Крышка 6 кривошипного подшипника крепится двумя коническими штифтами 5, вставляемыми в ушки крышки 6 и головки главного шатуна 1.

2. Шатунные болты Обычно кривошипная головка крепится двумя болтами, по одному с каждой стороны (рис. 3, а), а иногда и четырьмя (рис. 3, б). При косом разъеме головки (рис. 3, в) число крепежных шпилек достигает шести. Шатунные болты используют не только для крепления, но и для центровки. Для этого у шатуна (рис. 3, а) болт 5 имеет центрирующие пояски 3, 9. Точность соединения нижней 2 и верхней 7 половинок подшипника обеспечивает поясок 3.

Рис. 4. Нижние головки шатуна

Поясок 9 центрирует пятку 10 стержня шатуна с верхней половинкой 7. Иногда для центровки используют штифты 2 (рис. 3, б) и выступы 2 (рис. 3, в), у головки или центрующие бурты 2 (рис. 1), у крышки. Штифтами 1 (рис. 3, а) шатунные болты фиксируются от проворачивания, а винтом 6 – от выпадания. Гайки 11 шатунных болтов выполняют корончатыми, стопорящимися стандартными шплинтами 12.

Рис. 5. Коленчатый вал и кривошипы

3. Коленчатые валы и маховики Цилиндры и кривошипы отечественных двигателей и двигателей, построенных в ЧССР, нумеруют от переднего конца вала (рис. 5, а), а двигателей, изготовленных в ГДР, - от маховика 5. Кривошип состоит из шатунной 2 шейки, двух щек 1, 3 и двух рамовых или коренных шеек 4, 6. Коренные шейки 4, расположенные между двумя кривошипами, являются для них общими. Внутренняя полость коленчатого вала используется для подачи масла на смазку рамовых подшипников. В двигателях с фундаментальными рамами оно

подводится от смазочной магистрали к рамовому подшипнику, а от него – к кривошипному. Для этого сверлится канал “а”, соединяющий рамовую шейку 6 с шатункой 2. В данном случае масло выходит из канала лишь в одной точке шатунной шейки, в связи с чем нужны кольцевые канавки в рамовых и кривошипных подшипниках. Только при этом масло будет непрерывно поступать в канал “а”, а из него – в осевой канал шатуна и далее на смазку подшипника верхней головки шатуна. Чтобы исключить необходимость в полукольцевых канавках, делают по две точки входа масла в шейки и по две точки выхода масла из них. Так, у двигателей типа 4¹⁸/₂₂ (рис. 5, б) рамовые 4 и шатунная 3 шейки имеют диаметральные канавки “а” и ”б”, соединенные наклонным сверлением “в”. Так как с одного конца вала “б” всегда сообщен с полукольцевой канавкой верхнего вкладыша рамового подшипника, масло поступает в канал непрерывно. В данном случае наклонное сверление “в” заканчивается сепарационным колодцем 1. Под действием центробежных сил при вращении вала в колодец будут отбрасываться загрязнения, имеющиеся в масле. При отсутствии такого колодца загрязнения попадают в подшипник. Пробка 2 служит для промывки колодца.

Чтобы облегчить вал и уменьшить центробежные силы инерции, шейки кривошипов высокооборотных двигателей выполняют пальцы, закрытыми заглушками.

На рис. 5, в изображен кривошип двигателей типа Д6. Полости в шейках закрыты заглушками 1, 3, 5, 9, стягиваемыми болтами 2, 4, 6. Масло для смазывания подводится с торца вала и проходит из одной полости в другую по каналам “а”, ”б”. Ввод его в подшипники предусмотрен в наименее нагруженные части шеек через сепарационные трубки 7 и 8. Загрязнения, имеющиеся в масле, отбрасываются центробежной силой к стенкам полостей. В подшипники из центральной части полости поступает чистое масло. Периодически заглушки снимают и полости промывают задние концы валов.

Для соединения с валопроводом, с валом генератора или грузового насоса и для крепления маховика задний конец вала имеет фланец 2 (рис. 6, а). Чтобы предотвратить просачивание масла, на валу со стороны концевого подшипника 6 имеется маслосбрасывающий гребень 5. У нереверсивных двигателей в месте выход вала из кожуха 3 предусмотрена маслосгонная резьба 1. Направление резьбы должно быть такое, чтобы масло перемещалось

Рис. 6. Задние концы валов

к гребню 4, с которого оно сбрасывается в поддон фундаментной рамы. У реверсивных двигателей вал на выходе из кожуха 12 (рис. 6, б) уплотняется войлочным кольцом 1, к которому изнутри примыкает маслосбрасывающий диск 5, крепящийся болтами 4. На шейке подшипника имеется маслоотбойный гребень 6. У крупных двигателей на задний конец вала насаживается шестерня привода распределительного вала. Она изготавливается составной из двух половин 2,6 (рис.6, в), соединенных шпильками, болтами или хомутами 1, 3. Шестерня фиксируется на шейке 4 вала шпонкой 5.

На двигателях комбината СКЛ в кормовом отсеке фундаментной рамы установлен подшипник, воспринимающий упор гребного винта. В связи с этим задний конец вала выполняется с гребнем 7 (рис. 6, б), через который упор винта передается подшипнику. Посколь диаметр гребня больше диаметра фланца 2, шестерня 8 привода распределительного вала изготавливается цельной и насаживается на гребень 7. Фиксируется она шпонкой 9, а стопорится от продольного смещения полукольцами 10 и 11.