Дизельный двигатель ЯМЗ-238.  Устройство,системы,тех.обслуживание и применение.

    Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования Республики Карелия

«Техникум дорожного строительства»

Профессия/специальность

Водитель погрузчика категорий «С» ; «D»

Тема

Дизельный двигатель ЯМЗ-238.  Устройство,системы,тех.обслуживание и применение.

Руководитель

Матюхин Николай Николаевич                                                                (                                          )  

Выполнил: Шумихин Дмитрий Сергеевич

Студент группы:  11

Профессия/специальность

Водитель погрузчика категорий «С» ; «D»

        г.Петрозаводск

2015 -2016

           

Двигатель ЯМЗ - 238

1.Введение

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. Как любая другая тепловая машина, ДВС преобразует  теплоту сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с двигателями внешнего сгорания ДВС:

- не имеет дополнительных элементов теплопередачи — топливо, сгорая, само образует рабочее тело.

- компактнее, так как не имеет целого ряда дополнительных агрегатов

- легче

- экономичнее

Потребляет  топливо, обладающее весьма жестко заданными параметрами (испаряемостью, температурой вспышки паров, плотностью, теплотой сгорания, октановым или цетановым числом), так как от этих свойств зависит сама работоспособность ДВС. В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Двигателем внутреннего сгорания (сокращенное наименование – ДВС) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу.

Различают следующие основные типы двигателей внутреннего сгорания: поршневой, роторно-поршневой и газотурбинный. Из представленных типов двигателей самым распространенным является поршневой ДВС, поэтому устройство и принцип работы рассмотрены на его примере.

Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются: автономность, универсальность (сочетание с различными потребителями), невысокая стоимость, компактность, малая масса, возможность быстрого запуска, многотопливность.

Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся: высокий уровень шума, большая частота вращения коленчатого вала, токсичность отработавших газов, невысокий ресурс, низкий коэффициент полезного действия.

Ежегодное производство дизельных двигателей в мире достигает 12 млн. штук. Свыше 60 % - это дизельные двигатели автотракторного назначения. Этим и объясняется то большое внимание, которое уделяется совершенствованию этих двигателей.

В октябре 1961 г. Ярославский моторный завод (ЯМЗ) приступил к производству четырёхтактных двигателей ЯМЗ-236 и несколько позднее - двигателей ЯМЗ-238 , ЯМЗ-240 и их модификаций. Указанные двигатели V-образные; 6-, 8- и 12-цилиндровые; диаметр цилиндров D=130 мм; ход поршня S=140 мм. Они охватывают диапазон мощности 110-368 кВт (150-500 л.с.) и выпускаются в безнаддувном и наддувном вариантах. Эти двигатели составляют до настоящего времени основу производства завода. Ими оснащаются автомобили МАЗ, КрАЗ, УралАЗ, ЗИЛ, БелАЗ и тракторы ХТЗ, "Кировский завод" (г. С.-Петербург), МоАЗ и многие другие транспортные средства.

Объект исследования – двигатель внутреннего сгорания.

В задачи входит показать устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания ЯМЗ .

2. Области применения

Двигатели ЯМЗ-238

Двигатель ЯМЗ-238 Евро-0 наиболее востребованный дизель Ярославского моторного завода. Серия ЯМЗ-238 технологически мало чем отличается от ЯМЗ-236. Отличается только количество рабочих цилиндров — серия ЯМЗ-238 имеет восемь, против шести у ЯМЗ-236. Базовые дизели ЯМЗ-238 атмосферные — не имеющие турбонаддува. Мощность моторов ЯМЗ-238 колеблется в пределах от 180 л.с. у дефорсированной версии ЯМЗ-238Г2, до 240 л.с. у версий ЯМЗ-238М2. Сфера применения двигателей семейства, включая серии ЯМЗ-238АМ, ЯМЗ-238ВМ, ЯМЗ-238КМ и ЯМЗ-238АК, это также: бульдозеры, тракторы, скреперы, комбайны, путевые машины, автопоезда для подземных работ, приводы дизельных генераторов и бурильных машин, судовые дизели.

Двигатели ЯМЗ-238 с турбонаддувом Евро-0, это форсированные дизели ЯМЗ-238М2. Однако разница не только в наличии турбины: внесены конструктивные изменения в блок цилиндров, цилиндро-поршневую группу, ТНВД, коленвал и другие детали. Силовые агрегаты группы ЯМЗ-238Б и ЯМЗ-238Д, по своему устройству отличаются незначительно, предназначены для автомобильной и тракторной техники, имеют большое количество модификаций. Существуют модели с маховиками под установку двухдискового и однодискового сцеплений и прочими отличиями. Наиболее интересной конструкцией обладает двигатель ЯМЗ-238Д-26, созданный по заказу из ЮАР, для автомобиля КраЗ с правосторонними органами управления.

Двигатели ЯМЗ-238НД3, ЯМЗ-238НД4 и ЯМЗ-238НД5 используются в составе промышленных и сельскохозяйственных тракторов, дорожной и лесозаготовительной техники, на колесных погрузчиках, модификация ЯМЗ-238НД4-4, предназначена для установки на катера. Прочие модели семейства - ЯМЗ-238ДИ и ЯМЗ-238ДК применяются на комбайнах, энергетических средствах и дизельных электроагрегатах.

Двигатели ЯМЗ-238 с турбонаддувом Евро-1, созданы путем доработки ЯМЗ-238 турбо Евро-0. Особенностями комплектации является монтаж жидкостно-масляного теплообменника, муфты включения вентилятора и воздуховодов к охладителю наддувочного воздуха, установленного непосредственно на изделии. Дизели ЯМЗ-238НД6, ЯМЗ-238НД7 и ЯМЗ-238НД8 это модернизация аналогичных версий моторов ЯМЗ-238НД3, ЯМЗ-238НД4 и ЯМЗ-238НД5 соответственно. Конструкция силовых агрегатов позволяет применять их на широком спектре техники: в составе колесных тракторов и машин на их базе, на погрузчиках и сельхозтракторах.

Двигатель ЯМЗ-238ДЕ это приведение мотора ЯМЗ-238Д к ужесточающимся экологическим требованиям. Силовой агрегат ЯМЗ-238ДЕ является преимущественно автомобильным дизелем, за исключением модели ЯМЗ-238ДЕ-21, используемой в составе кормоуборочного комбайна.

Двигатели ЯМЗ-238 Евро-2 результат дальнейшей модернизации ЯМЗ-238 турбо Евро-1 - дизели получили более эффективный ТНВД.

Двигатели ЯМЗ рассчитаны на эксплуатацию при температурах окружающего воздуха от минус 60°С до плюс 50°С, относительной влажности до 98% при температуре 25°С, запыленности воздуха до 0,4 г/м3, а также на движение автомобиля в горных условиях на высоте до 4500 м над уровнем моря и преодоление перевалов до 4650 м над уровнем моря при соответствующем снижении мощностных и экономических показателей. Технические характеристики, универсальность двигателей ЯМЗ способствуют их широкому применению на автомобилях и других изделиях различного назначения.

3. Устройство

Двигатели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 являются базовыми моделями семейства четырехтактных двигателей Ярославского моторного завода. Двигатель ЯМЗ-238А является модификацией двигателя ЯМЗ-238, мощность которого ограничена до 215 лошадей.

Двигатели, укомплектованные коробками передач и сцеплениями, предназначены в основном для применения в качестве силовых агрегатов бортовых автомобилей большой грузоподъемности, самосвалов и тягачей Минского и Кременчугского автомобильных заводов. На шасси автомобилей МАЗ и КрАЗ выпускаются ряд самоходных установок специального назначения: автокраны, насосные станции, буровые установки, топливозаправщики, цементовозы.

Техническая характеристика двигателей ЯМЗ-236, ЯМЗ-238

Число цилиндров: 6-8

Расположение цилиндров: двухрядное под углом 90°.

Диаметр цилиндра: 130мм.

Ход поршня: 140мм.

Рабочий объем цилиндров:11,15-14,86 литров.

Степень сжатия: 16,5.

Номинальная мощность: 180-240 лошадиных сил.

Рабочий процесс двигателя

Двигатели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 работают по четырехтактному циклу с воспламенением топлива от сжатия. Полный цикл рабочего процесса осуществляется за два оборота коленчатого вала и включает в себя такты: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание) и выпуск. Периодичность и продолжительность тактов в каждом цилиндре обеспечиваются распределительным механизмом.

Моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Диаграмма фаз газораспределения показана.

Впускной клапан открывается за 20° до прихода поршня, когда выпускной клапан еще не закрыт. В результате перекрытия клапанов улучшается очистка и наполнение цилиндров. При дальнейшем движении поршня вниз освобождаемое поршнем пространство заполняется свежим воздушным зарядом.

 

Конструкция четырёхтактных дизельных двигателей ЯМЗ разработана в 1960-х годах. С учётом многочисленных модернизаций эти двигатели выпускаются до сих пор в четырёх-, шести-, восьми- и двенадцатицилиндровых модификациях (рабочим объёмом соответственно 7,43, 11,15, 14,86 и 22,3 литра); ими оснащается самая разнообразная грузовая, дорожно-строительная, сельскохозяйственная, военная и другая техника, производимая в России и ближнем зарубежье. На сегодня это самый распространённый тип дизеля в нашей стране.

Устройство 8-цилидровых дизелей ЯМЗ рассмотрено далее на примере модификаций 238Н и 238Ф с турбонаддувом, которые производились в 1974-1988 и 1978-1991 годах соответственно. Ими оснащались грузовики МАЗ второго (модели -516Б,-515Б), третьего (седельный тягач -504В) и четвёртого поколений (тягачи -5432 и -6422).

Восемь цилиндров двигателя расположены в два ряда под углом 900. По сравнению с шестицилиндровыми V-образными двигателями восьмицилиндровые имеют преимущества, как в отношении уравновешенности, так и в равномерности чередования вспышек.

Турбокомпрессор двигателя устанавливают на заднем торце двигателя над маховиком. Конструкция остова, деталей и систем двигателей ЯМЗ-238Н и ЯМЗ-238Ф в основном одинакова; они отличаются только конструкцией систем впуска и выпуска. Турбокомпрессор ТКР-14 на двигателе ЯМЗ-238Н установлен так, что ось ротора параллельна оси коленчатого вала. Выпускные патрубки цилиндров каждого ряда объединены в один трубопровод 3 с относительно небольшой площадью поперечного сечения. Таким образом, выпускных трубопроводов два, расположены они с наружной стороны двигателя. Отработавшие газы по трубопроводам подводятся раздельно в двухзаходную улитку радиальной центростремительной турбины с лопаточным сопловым аппаратом. Центробежный компрессор имеет лопаточный диффузор и два выхода из улитки. Воздух после компрессора не охлаждается; он подводится по двум впускным трубопроводам, раздельно к каждому ряду цилиндров. Давление во впускных трубопроводах составляет 0,16-0,18 МПа.

Турбокомпрессор ТКР-11 на двигателе ЯМЗ-238Ф расположен перпендикулярно продольной плоскости двигателя. Улитка турбины однозаходная, два выпускных трубопровода объединены в один перед входом в улитку радиальной центростремительной турбины с безлопаточным направляющим аппаратом 8. Центробежный компрессор имеет щелевой диффузор и однозаходную улитку. Подшипники турбокомпрессора смазываются маслом из смазочной системы двигателя, которое перед турбокомпрессором проходит через дополнительный фильтр. Турбокомпрессор рассчитан на температуру газа перед турбиной 7000С и максимальную степень повышения давления 2,5. Корпус компрессора и вставку, изготовленную как одно целое с диффузором, а также корпус подшипников отлиты из алюминиевого сплава.

Подшипниковый узел представляет собой бронзовую втулку, посаженную с зазором в корпус и удерживаемую от поворота фиксатором, который одновременно служит для подвода масла к этому узлу. Корпус турбины состоит из собственно корпуса и вставки . Ротор турбокомпрессора состоит из рабочего колеса турбины, соединённого с валом при помощи сварки трением, и рабочего колеса компрессора, прижатого к втулке уплотнения гайкой. Колесо турбины отлито из жаропрочного сплава. Масляная полость уплотняется четырьмя разрезными кольцами типа поршневых.

Блок-картер для повышения жёсткости и уменьшения деформации имеет рёбра на боковых стенках, поперечных перегородках и на нижней плите блока цилиндров. Плоскость разъёма картера опущена немного ниже оси коленчатого вала. Снизу картер закрыт лёгким поддоном, выштампованным из листовой стали. На блок-картер устанавливают индивидуальную головку цилиндров, что несколько снижает общую жёсткость корпуса. Поэтому особое внимание уделяется жёсткости верхней плиты блока, в которую вставлены гильзы цилиндров, а также опор подшипников коленчатого вала. Для повышения жёсткости опор их крышки закреплены, помимо болтов, болтами в горизонтальном направлении. Блок-картер отлит из серого чугуна.

Гильзы цилиндров, отлитые из высокопрочного чугуна, вставлены в расточки блоккартера и прижаты по верхнему буртику головкой блока. Между наружными поверхностями гильз и стенками блока образуется полость охлаждения, для уплотнения которой на каждой гильзе снизу установлены резиновые кольца. В головке цилиндров расположены клапаны механизма газораспределения – по одному впускному и одному выпускному на каждый цилиндр – и форсунка. К верхней плите головки цилиндров прикреплены стойки с коромыслами привода клапанов, сверху она закрыта колпаком; к торцу головки – водосборный трубопровод, по которому вода из полости охлаждения отводится к радиатору.

Клапаны изготовлены из жаропрочной стали. На посадочную фаску выпускного клапана наплавлен слой твёрдого сплава. Сёдла выпускных клапанов, изготовленные из жаропрочного чугуна, запрессованы в головку цилиндров. Направляющие втулки клапанов из пористого порошкового материала обладают хорошими антифрикционными свойствами при высокой температуре поверхностей трения. Каждый клапан снабжён двумя пружинами. Тарелка пружины соединена с клапаном специальным замком, который обеспечивает принудительное поворачивание клапана во время работы двигателя, что повышает надёжность работы клапана и седла. Распределительный вал – один на два ряда цилиндров, стальной, штампованный, расположен в верхней части картера в продольной плоскости двигателя. Движение от кулачков, индивидуальных для каждого клапана, передаётся к клапанам роликовыми качающимися толкателями.

Коленчатый вал изготовлен горячей штамповкой из стали. Первый и четвёртый кривошипы расположены под углом 1800 в плоскости, перпендикулярной плоскости второго и третьего кривошипов, смещённых между собой тоже на 1800. В восьмицилиндровых двигателях с таким коленчатым валом и V-образным расположением цилиндров под углом 900 вспышки равномерно чередуются, все силы инерции второго порядка уравновешены, а моменты сил инерции первого порядка уравновешены противовесами на коленчатом валу. Съёмные противовесы установлены на четырёх крайних щёках и на свободном конце коленчатого вала. Ещё один противовес выполнен в виде прилива на маховике. К заднему торцу коленчатого вала прикреплён болтами чугунный маховик, который фиксируется на валу призонными штифтами. Коленвал имеет во фронтальной проекции крестообразную форму, что при данном угле развала цилиндров обеспечивает равномерное чередование вспышек.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников изготовлены из стальной ленты с антифрикционным слоем из свинцовистой бронзы. В верхнем вкладыше подшипников проточена канавка для подвода масла. От проворачивания и осевого смещения вкладыши фиксируются выштампованными на вкладышах выступами, которые входят в пазы, выфрезерованные в опорах. Две пары бронзовых полуколец, расположенных на пятой опоре, образуют упорный подшипник коленчатого вала. Шатуны двутаврового сечения штампуют из стали. Поршневой подшипник шатуна представляет собой две запрессованные в его верхнюю головку втулки из антифрикционной бронзы. Масло для смазывания подшипника подводится от подшипника по каналу в стержне шатуна. Нижняя головка шатуна имеет косой разъём под углом 550. Крышку этой головки шатуна крепят двумя болтами, которые стопорятся замковыми шайбами. Поверхность стыка крышки с шатуном плоская.

Поршни отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава. С шатуном поршень соединён пальцем плавающего типа, который предохраняется от осевого смещения стопорными пружинными кольцами. Три компрессионных кольца трапецеидального сечения и одно маслосъёмное расположены в верхней части поршня. Трущаяся поверхность верхнего кольца покрыта слоем пористого хрома. Выемка в поршне образует камеру сгорания. Тангенциальное направление впускного канала создаёт в процессе наполнения вихревое движение заряда в камере сгорания, что улучшает смесеобразование и сгорание. Поршни двигателя ЯМЗ-238Н неохлаждаемые, а на двигателе ЯМЗ-238Ф они охлаждаются струёй масла, вытекающей из форсунки, закреплённой на блоке цилиндров со стороны нижней части гильзы.

Топливные форсунки закрытого типа смещены относительно оси цилиндра для повышения термической прочности перемычек головки между клапанами. Топливный насос – восьмиплунжерный, размещён в развале цилиндров. Его привод осуществляется центробежной муфтой 11 с автоматическим регулированием опережения впрыскивания топлива. Топливо проходит две ступени очистки – фильтры грубой и тонкой очистки. Шестилопастная крыльчатка вентилятора приводится во вращение от коленчатого вала зубчатой передачей. Масляный насос – двухсекционный, шестерённый, с приводом от коленчатого вала.

БЛОК ЦИЛИНДРОВ ЯМЗ

Блок цилиндров отлит из низкоуглеродистого серого чугуна. Служит основанием для монтажа всех деталей и узлов двигателя ЯМЗ. Блок V - образный с углом развала 90°. Правый ряд цилиндров смещен относительно левого вперед на 35 мм, что обусловлено установкой на каждую шатунную шейку коленчатого вала двух шатунов.

Каждое цилиндровое гнездо имеет два соосных цилиндрических отверстия, выполненных в верхней и нижней плитах блока, по которым центрируется гильза цилиндра, в верхней плите имеется кольцевая проточка под бурт гильзы.

В развале блока имеется четыре опорные площадки с крепежными отверстиями для установки топливного насоса высокого давления. На переднем торце блока находится гнездо для подшипников привода топливного насоса.

В приливах (бобышках) на стенках блока имеется сложная система масляных каналов, для подвода смазки к подшипникам распределительного и коленчатого валов, а так же к масляному фильтру и жидкостно - масляному теплообменнику.

Стенки водяной рубашки образуют замкнутый силовой пояс вокруг каждого цилиндрового гнезда и вместе с дополнительными ребрами свя зывают верхнюю и нижнюю плиты цилиндровой части блока, обеспечивая конструкции необходимую жесткость. В картерных поперечных стенках блока расположены пять гнезд с вкладышами под коренные шейки коленчатого вала и пять расточек с бронзовыми втулками, в которых вращается распределительный вал.

Крышки коренных опор крепятся к блоку двумя вертикальными и двумя горизонтальными болтами. Благодаря чему достигается высокая жесткость блока в зоне коленчатого вала. Обработка гнезд под коленчатый вал производится в сборе с крышками, поэтому крышки коренных опор не взаимозаменяемы.

Блоки цилиндров между собой имеют одинаковую конструкцию и невзаимозаменяемы между собой только по причине различия крепления к ним индивидуальных или блочных головок цилиндров.

ГОЛОВКА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

Головка цилиндров изготовлена из низколегированного серого чугуна и крепится к блоку шпильками, ввернутыми в блок цилиндров. Шпильки изготовлены из хромоникелевой стали и термически обработаны. Для обеспечения отвода тепла головка цилиндров имеет полость жидкостного охлаждения, сообщающуюся с полостью блока. Для обеспечения подвода топлива к форсунке в боковой поверхности головки имеются отверстия под трубки.

В головке цилиндров размещены клапаны с пружинами, коромысла клапанов, стойки коромысел и форсунки.

Под клапаны газораспределения в головку с натягом установлены седла и направляющие втулки клапанов. Седла впускных клапанов изготовлены из специального чугуна, а седла выпускных - из специального жароупорного сплава. Седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов окончательно обрабатываются после их запрессовки в головку.

Устанавливаемые на двигатели головки цилиндров могут быть блочные (общие) или индивидуальные:

Головки цилиндров двигателей ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 блочные на четыре цилиндра каждая. Привалочная к блоку цилиндров поверхность головки шлифована и имеет в зоне уплотнения гильз цилиндров кольцевые проточки. Уплотнение стыка головки цилиндров, блока и гильзы осуществляется прокладкой, состоящей из единой металлической прокладки на четыре цилиндра, уплотняющей газовый стык, и вставных, удерживаемых шпеньками, резиновых уплотнительных элементов, уплотняющих масляные, водяные и штанговые проходы. Уплотнительные элементы пяти видов в количестве 19 шт. на прокладку (рис. 3).

Головки цилиндров двигателей ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ блочные на четыре цилиндра каждая. Конструктивно выполнены в основном аналогично предыдущей блочной головке, но в зоне уплотнения гильз цилиндров нет кольцевых проточек. Стык головки цилиндров, блока и гильзы (рис. 8) уплотняется прокладкой из материала типа «сэндвич» с окантовками цилиндровых отверстий и отверстий для прохода охлаждающей жидкости .В окантовки цилиндровых отверстий вставлены разрезные уплотнительные фторопластовые кольца. Крепление к блоку осуществляется 21-ой шпилькой с шайбами и гайками.

Головки цилиндров двигателей ЯМЗ-238ДЕ2 (основная комплектация) индивидуальные и устанавливается на каждый цилиндр, каждая головка крепится к блоку шестью шпильками, имеющими длину 209 мм и 248 мм. В головку запрессован чугунный стакан форсунки. Стакан в верхней части уплотнен резиновым кольцом. Привалочная к блоку цилиндров поверхность в зоне

уплотнения гильз цилиндров имеет три кольцевые проточки.

 Уплотнение стыка головки цилиндров, блока и гильзы (рис. 8) осуществляется прокладкой состоящей из металлической прокладки, уплотняющей газовый стык, и резиновой прокладки, уплотняющей отверстия прохода штанг, масла и охлаждающей жидкости. Металлическая и резиновая прокладка устанавливаются на штифты блока. Металлическая прокладка выпускается четырех размеров по толщине (1,1 мм; 1,3 мм; 1,5 мм; 1,7 мм) и подбирается при сборке двигателя индивидуально с целью достижения оптимального налпоршневого зазора в каждом цилиндре. В запасные части поставляется прокладка толщиной 1,7 мм.

Рис.3. Схема установки уплотнителей в металлическую прокладку: 1 — металлическая прокладка; 2 — уплотнитель штанговой полости; 3

— уплотнитель слива масла; 4 — уплотнитель подвода воды; 5 — уплотнитель шпильки; 6 — уплотнитель.

Рис. 4. Схема расположения деталей в месте уплотнения газового стыка

 Рис. 5. Схема расположения деталей в месте уплотнения газового стыка.

ВАЛ КОЛЕНЧАТЫЙ ЯМЗ

Коленчатый вал стальной, изготовлен методом горячей штамповки. Все поверхности вала азотированы и глубина азотированного слоя не менее 0,35 мм. Коленчатый вал имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки. На шатунных шейках установлены шатуны (по два на каждую). Коренные и шатунные шейки в процессе работы смазываются маслом под давлением. Масло подается к коренным опорам, а затем, по наклонным каналам к шатунным шейкам. В шатунных шейках есть закрытые заглушками внутренние полости, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке.

Для уравновешивания двигателя и разгрузки коренных подшипников от инерционных сил движущихся масс поршней и шатунов и неуравновешенных центробежных сил на щеках коленчатого вала установлены противовесы, в сборе с которыми вал балансируется. Кроме того, в систему уравновешивания входят две выносные массы, одна из которых выполнена в виде выемки на маховике, закрепленном на заднем конце коленчатого вала, другая представляет собой противовес, установленный на переднем конце коленчатого вала.

Осевая фиксация вала осуществляется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры. Для предохранения от проворачивания нижние полукольца своими пазами входят в штифты, запрессованные в крышку заднего коренного подшипника.

Носок и хвостовик коленчатого вала уплотняются резиновыми самоподжимными манжетами.

На передний конец коленчатого вала напрессованы шестерня коленчатого вала и передний противовес, закрепленные гайкой (момент затяжки 176,4 - 294 Нּм (18 - 30 кгсּм).

Коленчатый вал двигателей ЯМЗ 238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 имеет конус на переднем конце. На конус устанавливается ступица, на которой закрепляются жидкостный гаситель крутильных колебаний и шкив. При ремонте двигателя следует помнить, что удары и вмятины на гасителе крутильных колебаний выводят его из строя, что неизбежно приведет к поломке коленчатого вала. Хранить и транспортировать гаситель следует только в специальной таре в вертикальном положении.

На двигатели ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ устанавливается коленчатый вал 238БЕ-1005009 (маркировка 238Н-1005015-У), а на двигатели ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 - коленчатый вал 238ДК-1005009-30 (маркировка 238ДК-1005015-30).

Маркируется коленчатый вал в поковке на 5-й щеке.

Шейки коленчатого вала могут быть двух номинальных размеров и поэтому возможны следующие варианты маркировки и применение соответствующих им вкладышей.

МАХОВИК ЯМЗ

Маховик ЯМЗ отлит из серого чугуна. Маркирован маховик в выемке на нерабочей поверхности в отливке. На двигатели могут быть установлены маховики следующих видов:

• 238-1005115-К (под зубчатый венец с модулем 4,25);

• 238-1005115-Н (под зубчатый венецс модулем 3,75).

Данные маховики в сборе с зубчатыми венцами между собой невзаимозаменяемы.

Маховик 238-1005115-К (под зубчатый венец с модулем 4,25) устанавливается со стартером модели 2501.3708-01, а маховик 238-1005115-Н (под зубчатый венец с модулем 3,75) - со стартером модели 2501.3708-21.

Маховик крепится к коленчатому валу болтами. Под болты устанавливается стальная пластина высокой твердости (одна под все болты). Отсутствие самоотворачивания болтов обеспечивается моментом затяжки 235-255 Нּм (24-26 кгсּм). Для точной фиксации маховика относительно шеек коленчатого вала служат два штифта, при этом, отверстия с маркировкой на маховике и на пластине должны совпадать со смещенным штифтом на коленчатом вале. Смещенный штифт расположен в плоскости первого кривошипа. Маркировка на пластине в виде точки должна быть снаружи.

Двенадцать радиальных отверстий в маховике предназначены для проворачивания коленчатого вала при регулировках двигателя ЯМЗ. Доступ к отверстиям возможен при снятой крышке нижнего люка картера маховика.

ШАТУН ЯМЗ

Шатун ЯМЗ (рис. 6) - стальной, двутаврового сечения с косым разъемом нижней головки.

Шатун окончательно обрабатывается в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы. На крышке и шатуне со стороны короткого болта выбит порядковый номер цилиндра, а со стороны длинного болта выбиты метки спаренности в виде числа, одинакового для шатуна и крышки.

В нижнюю головку шатуна устанавливаются сменные вкладыши, а в верхнюю — запрессована сталебронзовая втулка. Втулка обрабатывается после запрессовки в шатун.

На двигатели ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 устанавливаются шатуны 7511.1004045-02 (маркировка на стержне 7511.1004045), у которых увеличено на 15 мм расстояние между осями отверстий в верхней и нижней головках, скосы на верхней головке, увеличен до 52 мм диаметр отверстия под поршневой палец и отсутствует масляный канал в стержне.

В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 7511.1004052-21 с наружным диаметром 56 мм.

На двигатели ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ устанавливаются шатуны 236-1004045-B3 (маркировка 236-1004045-Б2) с масляным каналом в стержне.

 В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 840.1006026-10 с наружным диаметром 54 мм.

Рис. 6. Шатун двигателей ЯМЗ-238БЕ,

ЯМЗ-238ДЕ: 1 — шатун; 2 — втулка верхней головки; 3 — крышка; 4 — короткий болт крышки; 5 — длинный болт крышки.

ГИЛЬЗА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

Гильзы цилиндров - «мокрого» типа, изготавливаются из специального чугуна. Гильзы устанавливаются своими посадочными поясами в расточки блока цилиндров и сверху прижимаются через бурт и прокладку головками цилиндров. Выступание бурта гильзы над поверхностью блока цилиндров на двигателях:

• ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2— 1,6 +0,035-0,065 мм.

• ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ — 0,1 +0,065-0,035 мм.

На двигатели ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ могут устанавливаться гильзы со следующими конструктивными особенностями.

Гильза 236-1002021-А5

Поверхности гильзы фосфатированные. Фосфатированный слой улучшает притирочные характеристики, увеличивает износостойкость поверхности, снижает вероятность образования натира. Внешнее отличие фосфатированной гильзы от нефосфатированной — значительно более темный (от темно-серого до черного) цвет наружной поверхности.

Верхний торец бурта гильзы выполнен выступающей частью к внутренней поверхности гильзы (под асбостальную прокладку газового стыка) с высотой бурта 12,1мм.

В нижней части гильзы выполнены три канавки под антикавитационное и уплотнительные резиновые кольца.

Гильза 236-1002021-А

Конструктивные особенности аналогичны предыдущей, но только отсутствует фосфатированное покрытие поверхности гильзы.

На двигатели ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 устанавливается фосфатированная гильза 7511.1002021-01.

Верхний торец бурта выполнен выступающей частью к наружной поверхности (под металлическую прокладку газового стыка) с высотой бурта 9,6 мм. На верхней посадочной поверхности выполнена канавка для установки резинового уплотнительного кольца.

В нижней части гильзы выполнены три канавки под антикавитационное и уплотнительные резиновые кольца.

По величине внутреннего диаметра гильзы разделены на размерные группы:

Маркировка      Наименьший внутренний диаметр, мм

А       130,00-130,02

Б       130,02-130,04

Ж      130,04-130,06

Размерная группа маркируется на нерабочей поверхности бурта гильзы.

Варианты комплектования гильза — поршень — кольца поршневые

По конструктивным особенностям:

Гильза       Комплект колец         Поршень

ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 (общие головки цилиндров)

Под металлическую прокладку 7511.1002021-01      3-х колечный комплект 75 П. 1004002   Со смещенной камерой сгорания 7511.1004015-10

ЯМ3-238ДЕ2 (индивидуальные головки цилиндров)

Под металлическую прокладку 7511.1002021-01      3-х колечный комплект 7511.1004002   С центральной камерой сгорания 7511.1004015-01

ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ (общие головки цилиндров)

Основной вариант

Форматированная 236-1002021-А5   4-х колечный с плотным хромом (заводская комплектация)  С 4-мя канавками и с нирезистовой вставкой 238НБ-1004015-Б4

Допустимые варианты (при ремонте двигателя)

Не фосфатированная 236-1002021-А 4-х колечный с пористым хромом 236-1004002-А4       С 4-мя канавками и с нирезистовой вставкой 238НБ-1004015-Б4 или без вставки 238НБ-1004015

В эксплуатации при ремонте работавших двигателей допустима установка новых поршневых колец в старую гильзу цилиндра, находящуюся в исправном состоянии, при этом использовать только комплект поршневых колец с пористым хромом 236-1004002-А4

Другие варианты не допускаются

ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ

Поршни (рис. 8) отлиты из эвтектического алюминиево-кремнистого сплава. Охлаждение поршня маслом производится из неподвижной форсунки. На юбке поршня имеется выемка для форсунки охлаждения. В днище поршня выполнена камера сгорания.

На двигатели ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 устанавливаются поршни 7511.1004015-10 с 3-я канавками под поршневые кольца (две под компрессионные и одна под маслосъемное).

Канавка под верхнее компрессионное кольцо выполнена во вставке из жаропрочного чугуна (типа ""нирезист").

Камера сгорания смещена на 5 мм, боковая поверхность с поднутрением, имеет вытеснитель. На днище имеются выточки под клапаны газораспределения. Высота от днища до оси пальца составляет 85 мм. Диаметр под поршневой палец 52 мм.

На двигатели ЯМЗ-238ДЕ2 (индивидуальные головки) устанавливаются поршни 7511.1004015-01 с центральной камерой сгорания и измененными выточками под клапана. Остальное как на предыдущем поршне.

На двигатели ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ могут устанавливаться поршни со следующими конструктивными особенностями.

Поршень 238НБ-1004015-Б4 с 4-мя канавками под поршневые кольца (три под компрессионные и одна под маслосъемное). Канавка под верхнее компрессионное кольцо выполнена во вставке из жаропрочного чугуна (типа "нирезист") с целью повышения износостойкости. Камера сгорания смещена на 5 мм, боковая поверхность с поднутрением, имеет вытеснитель. Высота от днища до оси пальца составляет 100 мм. Диаметр под поршневой палец 50 мм.

Поршень 238НБ-1004015 отлит из заэвтектического алюминиево-кремнистого сплава и аналогичен предыдущему, но на нем отсутствует "нирезистовая" вставка под верхнее компрессионное кольцо. Камера сгорания смещена на 5 мм, без вытеснителя. Данный поршень поставляется с гильзой в запасные части в комплектах 238НБ-1004008 и 238НБ-1004005-АЗ.

По величине диаметра юбки поршни разделены на размерные группы:

Маркировка      Диаметр юбки поршня, мм

Обозначение поршней

238НБ-1004015-Б4, 238НБ-1004015  7511.1004015-01, 7511.1004015-10

АНБ  129,80-129,82   129,85-129,87

БНБ  129,82-129,84   129,87-129,89

ЖНБ 129,84-129,86   129,89-129,91

Размерная группа маркируется на днище поршня.

Рис. 8. Поршень: 1 — поршень; 2 — стопорные кольца; 3 — поршневой палец; 4 — расширитель, 5 

— маслосъемное кольцо; 6 — второе компрессионное кольцо, 7 — верхнее компрессионное кольцо.

МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Механизм газораспределения двигателя - верхнеклапанный с нижним, расположением распределительного вала и приводом клапанов через толкатели, штанги и коромысла.

Основными деталями механизма газораспределения являются:

• распределительный вал с шестерней привода и подшипниками

• толкатели

• оси толкателей

• штанги

• коромысла с регулировочными винтами

• оси коромысел

• клапаны

• пружины клапанов с деталями крепления и направляющие втулки клапанов (рис. 10).

Рис. 10. Механизм газораспределения: 

1 — распределительный вал; 2 — толкатель

 3 — штанга толкателя; 4 — клапан;

5 — направляющая втулка клапана;

 6 —шайба пружин клапана; 7 —наружная пружина, 8 — внутренняя пружина;9 — тарелка пружин клапана; 10 — втулка тарелки пружин клапана; 11 — сухарь клапана; 12 — коромысло клапана; 13 — ось коромысла; 14 — регулировочный винт коромысла; 15 — уплотнительная манжета клапана; 16 — ось толкателей.

Привод клапанов осуществляется от распределительного вала через роликовые толкатели 2, трубчатые штанги 3 и коромысла 12 с регулировочными винтами 14.

Распределительный вал - стальной, штампованный, опорные шейки и кулачки для повышения износостойкости закалены ТВЧ. Расположен в верхней части картера блока цилиндров и приводится во вращение от переднего конца коленчатого вала через пару косозубых шестерен. Шестерни устанавливаются по меткам, выбитым на торцах зубчатых венцов. Подшипниками распределительного вала служат бронзовые втулки, запрессованные в расточки блока цилиндров. Продольное смещение вала ограничивается стальным упорным фланцем, установленным между ступицей шестерни и передней опорной шейкой вала. После установки распределительного вала с шестерней в блок цилиндров фланец крепится к переднему торцу блока болтами с пружинными шайбами. Осевой люфт вала 0,08...0,21 мм.

Толкатели - стальные, штампованные, качающегося типа с роликом для контакта с кулачками распределительного вала. Ролик установлен на оси, запрессованной в проушины толкателя и закерненной с двух сторон от выпадения. Между осью и роликом установлена «плавающая» втулка из подшипниковой стали. В ступицу

толкателя запрессованы две тонкостенные бронзовые втулки, пространство между втулками служит масляной полостью для подвода масла от оси толкателей к штангам. Для сопряжения со штангой в расточку толкателя запрессована стальная закаленная пята.

Оси толкателей. Толкатели подвешены на трубчатых осях, установленных в расточках блока цилиндров в чугунных втулках, из которых передняя запрессована в блок, остальные установлены с зазором. От продольного перемещения оси стопорятся спереди выступом упорного фланца распределительного вала, сзади - картером маховика.

Штанги толкателей - стальные, трубчатые с высаженными на концах сферическими поверхностями. Для повышения износостойкости сферические поверхности закалены ТВЧ.

Коромысла клапанов — стальные, штампованные, с запрессованной в ступицу тонкостенной бронзовой втулкой. На конце длинного плеча коромысла для контакта с клапаном выполнена пята с цилиндрической опорной поверхностью, закаленная ТВЧ. Короткое плечо коромысла оканчивается бобышкой с резьбовым отверстием Ml2x1, в которое ввернут регулировочный винт со сферическим гнездом под штангу на одном конце и пазом под отвертку на другом конце. Винт стопорится от отворачивания гайкой.

Коромысла установлены на индивидуальные оси и застопорены от спадания стопорными кольцами с упорными шайбами. Оси коромысел устанавливаются на головку цилиндров по двум, цилиндрическим штифтам, запрессованным в оси со стороны опорной поверхности и крепятся к головке цилиндров шпильками с гайками.

Коромысла двигателей с индивидуальными головками цилиндров аналогичны по конструкции коромыслам двигателей с общими головками цилиндров и отличаются только увеличенной длиной и смещенным расположением ступицы.

Впускные и выпускные клапаны изготовлены из специальных жаропрочных сталей. Рабочая фаска выпускного клапана наплавлена жаропрочным сплавом типа «стеллит», к стержню приварен наконечник из легированной стали. Для повышения износостойкости торцы стержней впускных и выпускных клапанов закапены ТВЧ. Впускные клапаны двигателей с индивидуальными головками цилиндров отличаются от клапанов двигателей с общими головками цилиндров уменьшенным диаметром тарелки, выпускные клапаны одинаковы.

Клапаны перемещаются в металлокерамических направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров. На втулки впускнкх клапанов установлены уплотнительные манжеты.

Клапаны поджимаются к седлам двумя цилиндрическими винтовыми пружинами, имеющими разное направление навивки. Пружины одним концом упираются в опорные шайбы, установленные в цековки на головке цилиндров, а другим - в тарелку пружин, закрепленную на стержне клапана с помощью промежуточной втулки и двух конических сухарей. Наличие втулки между тарелкой пружин и клапаном способствуют повороту клапанов при работе двигателя и обеспечивает равномерный износ фасок и стержней клапанов в процессе эксплуатации.