Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Двигатели газ-51, зис 2, м-20 и газ-69

Коленчатые валы

Коленчатые валы изготовляются из углеродистой стали марки 45 с содержанием углерода 0,45—0,50%.

Для разгрузки коренных подшипников от действия моментов инерционных сил, щеки коленчатых валов снабжены противовесами, откованными за одно целое с ними.

Валы двигателя ГАЗ-51 и ЗИМ-12 имеют следующие различия:

1. Оси шатунных шеек коленчатого вала ЗИМ-12 совпадают  в осевом направлении с осями цилиндров; в коленчатом вале.

ГАЗ-51 оси 1, 3 и 5-й шеек смещены относительно осей соответствующих цилиндров на 3 мм назад, а оси 2, 4 и 6-й шеек— на 3 мм вперед.

Такое изменение линейного расположения шатунных шеек в коленчатом вале ЗИМ-12 по сравнению с валом ГАЗ-51  осуществлено за счет уменьшения на 3 мм толщины его 1, 3, 4, 6, 7 и 9-й щек с одновременным увеличением их ширины (для компенсации уменьшившейся в связи с уменьшением толщины щек прочности коленчатого вала).

2. Задняя коренная  шейка коленчатого вала ЗИМ-12 на 1,5 мм короче,  чем на ГАЗ-51,  и имеет такую же длину, как у валов М-20.

3. Фланец заднего конца коленчатого вала ЗИМ-12 имеет восемь отверстий, а у ГАЗ-51 — четыре отверстия.

4. Коленчатый вал ЗИМ-12 на 7 мм длиннее коленчатого нала ГАЗ-51  (за счет соответствующего увеличения длины клейки под сальник заднего коренного подшипника).

Характерные  конструктивные отличия  коленчатых валов ГАЗ-51 и ЗИМ-12 показаны на рис. 12 и в табл. 6.

На двигателях М-20 и ГАЗ-69 устанавливаются одинаковые коленчатые валы.

Коленчатые валы двигателей ГАЗ-51, ЗИМ-12 и М-20 имеют по четыре коренных шейки, которые работают в подшипниках, снабженных тонкостенными взаимозаменяемыми сталебаббитовыми вкладышами (см , ниже „Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала").

Шатунные шейки коленчатых валов двигателей ЗИМ-12 и ГАЗ-51 расположены под углом 120° друг к другу, а коленчатого вала двигателя М-20—под углом 180°.

Коренные и шатунные шейки для повышения износостойкости подвергаются поверхностной закалке токами высокой, частоты на глубину 3—6 мм до твердости 52—62 единиц по Роквеллу , шкала С ,

мм ; длина их—32 мм.

мм ; длина передней коренной шейки—36,5 мм; двух средних—32 мм и задней—-50 мм (для ГАЗ-51) и 48,5 мм (для ЗИМ-12 и М-20).

Для подвода смазки от коренных подшипников к шатунным шейки вала соединяются друг с другом наклонными сверлеными каналами (на валах ГАЗ-51 и ЗИМ-12) или системой масляных каналов, получаемых трехзаходным сверлением (на валу М-20).

В наклонных масляных каналах коленчатых валов двигателей ЗИМ-12 и ГАЗ-51 механические частицы в виде продуктов износа и грязи, неизбежно присутствующие в масле на своем пути от коренной шейки к шатунной, отбрасываются центробежной силой (сепарируются) к внешней стенке канала и при выходе из него направляются всегда в одну и ту же. с торону, противоположную наклону масляного канала, приводя тем самым к более интенсивному износу этой части шейки (рис. 13 а). В результате этого износ шатунных шеек по длине получается ступенчатым.

В двигателе ГАЗ-51 это явление усугубляется еще и наличием несимметричных шатунов, короткие плечи которых, а следовательно и более высокие давления и меньшие величины масляных зазоров, совпадают с зоной смазки шеек загрязненным маслом.

Система масляных каналов в коленчатом валу М-20 в сочетании с симметричным шатуном сводит до минимума этот неравномерный износ шатунных шеек по их длине.

На рис. 14 а показана система масляных каналов, применявшаяся в коленчатых валах двигателей М-20 (по № 73901 включительно).

Здесь, благодаря резкому изменению направления масляного канала перед выходом его на поверхность шатунной шейки, механические частицы, загрязняющие масло, срываясь с внешней кромки наклонного канала, равномерно, распределяются в потоке масла, выходящего на поверхность шейки. Однако при этом все механические частицы попадают в масляный зазор шатунного подшипника, вкрапливаются в баббит вкладышей, снижая тем самым их долговечность, и интенсивно изнашивают шейки.

Чтобы ограничить попадание механических частиц в масляный зазор, а следовательно уменьшить абсолютную величину износа шатунных шеек, в систему масляных каналов зала М-20, начиная с двигателя № 73902, внесены следующие изменения:

а) выходной канал шатунной шейки направлен не по оси кривошипов, а перпендикулярно ей, в сторону вращения коленчатого вала, причем входное отверстие этого канала

располагается несколько ниже внешней (по отношению оси вращения вала) стенки наклонного канала; благодаря этому сепарированные механические частицы, перемещаясь по внешней стенке наклонного канала, попадают в его тупик—грязеулавливатель , скапливаясь в нем в виде липкой, густой массы, а чистое, освобожденное от значительной части механических частиц, масло через выходной канал поступает в масляный зазор шатунного подшипника (рис. 14 б);

б) для получения достаточного объема грязеулавливателя увеличен диаметр наклонного масляного канала.

Аналогичную систему масляных каналов с грязеулавливателями завод предполагает осуществить в ближайшее время также на коленчатых валах двигателей ГАЗ-51 и ЗИМ-12 (см. рис. 13 б).

Надо иметь в виду, что при очередном среднем или капитальном ремонте двигателей, грязеулавливатели должны подвергаться тщательной очистке, для чего необходимо предварительно вывернуть пробки наклонных масляных каналов.

На передний конец коленчатых валов напрессовывается на шпонке ступица с привернутыми к ней отштампованными из листовой стали двумя (для двигателя ГАЗ-51) или одним (для двигателей ЗИМ-12, ГАЗ-69 и М-20) шкивами привода генератора, водяного насоса и вентилятора.

Шкивы коленчатого вала крепятся к ступице шестью болтами. Одно из крепежных отверстий в ступице и шкивах имеет небольшое угловое смещение, поэтому шкивы могут быть привернуты к ступице только при вполне определенном положении. Для быстрого нахождения этого положения на каждом из шкивов на диске выбита круглая метка. Эта метка должна располагаться над шпоночной канавкой в ступице.

В передний торец вала ввернут храповик для пуска двигателя при помощи пусковой рукоятки. На заднем конце валов -и меется фланец, на котором кренится маховик или гидромуфта (на двигателе ЗИМ-12).

Для предотвращения вытекания смазки, на концах коленчатого вала, выходящих из картера, устанавливаются сальники.

На переднем конце устанавливается кожаный или резиновый самоподтягивающийся сальник, работающий по наружной поверхности ступицы шкивов коленчатого вала. Уплотняющим элементом сальника является кожаная или резиновая манжета, стягиваемая кольцом из спиральной пружины. Сам сальник запрессован в крышку распределительных шестерен.

Поступление мосла к сальнику ограничивается маслоотражателем, зажатым между торцами распределительной шестерни и ступицы шкивов коленчатого вала.

Сальник заднего конца коленчатого вала, состоящий из двух полуколец из прографиченного асбестового шнура, закладываемых в две обоймы, работает непосредственно по шейке коленчатого вала.

Верхняя обойма сальника крепится болтами к заднему торцу блока, а нижняя—к крышке коренного подшипника. Для ограничения поступления смазки к сальнику на конце четвертой коренной шейки (перед сальником) имеется масло-сбрасывающий бурт, который входит в кольцевую выточку подшипника. Масло, отбрасываемое буртом в кольцевую выточку, стекает через специальное отверстие в крышке подшипника в масляный картер.

Надежная работа сальников коленчатого вала возможна только при условии соблюдения специальных приемов при их установке, о которых сказано в разделе „Смена переднего и заднего сальников коленчатого вала" главы III.

В заднем торце коленчатых валов ГАЗ-51 и М-20 расточено гнездо для установки в нем подшипника первичного вала коробки передач.

Для обеспечения уравновешенной работы двигателя коленчатый вал сбалансирован статически и динамически. Неуравновешенный момент на каждом конце его не превышает 15 г см.

Осевые перемещения коленчатого вала воспринимаются передним коренным подшипником посредством двух упорных шайб 4 и 5, изготовляемых из стальной, залитой баббитом ленты и установленных по обе стороны коренного подшипника,, как указано на рис. 15.

Передняя шайба 4 своей баббитовой поверхностью обращена к стальной упорной шайбе 3, сидящей на шпонке на валу и прижатой распределительной шестерней 2 к переднему торцу первой коренной шейки.

Задняя шайба 5 обращена баббитовой стороной к упорному бурту первой щеки вала.

Шайба 3 вращается вместе с коленчатым валом; шайбы 4 и 5—неподвижны.

Передняя шайба удерживается от вращения двумя штифтами, запрессованными в блок и крышку и входящими в две выемки на шайбе, а задняя—своим специальным выступом, входящим в паз на заднем торце крышки коренного подшипника.

Величина осевого зазора, определяемая как разность длины передней коренной шейки и суммы размеров длины подшипника и толщины шайб 4 и 5, составляет 0,075—0,175 мм.