МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ КАМАЗ 740.60-360

1.4.2

МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ КАМАЗ 740.60-360, 740.61-320, 740.62-280, 740.63-400, 740.64-420, 740.65-240, 740.70-280, 740.71-320, 740.72-360, 740.73-400, 740.74-420 и 740.75-440

МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ (рисунок 1.4.2-1) предназначен для обеспечения впуска в цилиндры свежего воздушного заряда и выпуска из них отработавших газов. Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенных положениях поршня, что обеспечивается совмещением меток на шестернях привода агрегатов при их монтаже.

Механизм газораспределения – верхнеклапанный, с нижним расположением распределительного вала. Кулачки распределительного вала 24, в соответствии с фазами газораспределения, перемещают толкатели 23. Штанги 19 сообщают качательное движение коромыслам 16, а они, преодолевая сопротивление пружин 4 и 5, открывают клапаны 25. Закрываются клапаны под действием сил сжатых пружин.

Рисунок 1.4.2-1 – Газораспределительный механизм:

1 – головка цилиндра; 2 – втулка направляющая; 3 – шайба пружин клапана; 4, 5 – пружины клапана; 6 – манжета клапана;
7 – шайба; 8 – болт крепления головки; 9 – тарелка пружин;
10 – втулка тарелки пружин;
11 – сухарь клапана; 12 – болт крепления крышки; 13 – шайба;
14 – шайба виброизоляционная; 15 – крышка головки цилиндра; 16 – коромысло клапана; 17 – стойка коромысел; 18 – прокладка крышки; 19 – штанга;
20 – ввертыш крепления впускного коллектора; 21 – ввертыш крепления водяной трубы; 22 – прокладка уплотнительная; 23 – толкатель; 24 – распределительный вал; 25 – выпускной клапан; 26 – седло выпускное; 27 – гильза цилиндра; 28 – кольцо газового стыка; 29 – блок цилиндров; А – тепловой зазор

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ВАЛ 1 (рисунок 1.4.2-2) стальной, кулачки и опорные шейки подвергнуты термообработке токами высокой частоты; устанавливается в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом.

На хвостовик распределительного вала напрессована прямозубая шестерня 4. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни коленчатого вала через блок промежуточных шестерен. Для обеспечения заданных фаз газораспределения, шестерни при сборке устанавливаются по меткам «0», «Е» и рискам, выбитым на их торцах (см. рисунок 1.4.1-2). Шестерни стальные, штампованные, термообработанные, с шлифованными зубьями. От осевого перемещения вал фиксируется корпусом 2 (рисунок 1.4.2-2) подшипника задней опоры, который крепится к блоку цилиндров тремя болтами.

Рисунок 1.4.2-2 – Распределительный вал в сборе:

1 – распределительный вал; 2 – корпус подшипника; 3 – шпонка; 4 – шестерня распределительного вала

Маркировка распределительного вала 740.21-1006015 или 740.21-1006015-01 выполнена ударным способом на торце его носка.

УСТАНОВКА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ С ДРУГОЙ МАРКИРОВКОЙ НЕ ДОПУСКАЕТСЯ!

КЛАПАНЫ 25 (рисунок1.4.2-1) из жаропрочной стали. Угол рабочей фаски клапанов – 90°. Диаметр тарелки впускного клапана – 51,6 мм, выпускного – 46,6 мм, высота подъема впускного клапана – 14,2 мм, выпускного – 13,7 мм. Геометрия тарелок впускных и выпускных клапанов обеспечивает соответствующие газодинамические параметры впуска-выпуска газов.

Клапаны перемещаются в направляющих втулках, изготовленных из металлокерамики. Для предотвращения попадания масла в цилиндры и снижения его расхода на "угар", на направляющие клапанов устанавливаются резиновые уплотнительные манжеты.

ТОЛКАТЕЛИ 23 (рисунок 1.4.2-1) тарельчатого типа с профилированной направляющей частью. Изготовлены из стали с последующей наплавкой поверхности тарелки отбеленным чугуном. Толкатель подвергнут химико-термической обработке.

ШТАНГИ ТОЛКАТЕЛЕЙ 19 (рисунок 1.4.2-1) стальные, пустотелые, с запрессованными наконечниками.

КОРОМЫСЛА КЛАПАНОВ 16 (рисунок 1.4.2-1) стальные, штампованные, представляют собой двуплечий рычаг, у которого отношение большего плеча к меньшему составляет 1,51. Коромысла впускного и выпускного клапанов устанавливаются на общей стойке и фиксируются в осевом направлении пружинным фиксатором.

СТОЙКА КОРОМЫСЕЛ17 (рисунок 1.4.2-1) чугунная, ее цапфы подвергнуты термической обработке ТВЧ.

ПРУЖИНЫ КЛАПАНОВ4 и 5 (рисунок 1.4.2-1) винтовые, устанавливаются по две на каждый клапан. Пружины имеют различные направления навивки. Диаметр проволоки наружной пружины – 4,8 мм, внутренней – 3,5 мм. Предварительно устанавливаемое усилие пружин
355 Н, суммарное рабочее – 821 Н.

ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРОВ1 (рисунок 1.4.2-1) отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава, для охлаждения имеют полость, сообщающуюся с полостью охлаждения блока цилиндров.

Каждая головка цилиндра устанавливается на два установочных штифта, запрессованные в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами из легированной стали. Один из установочных штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла на смазку коромысел клапанов. Втулка уплотнена резиновыми кольцами.

Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров. Впускной канал имеет тангенциальный профиль для обеспечения оптимального вращательного движения воздушного заряда, определяющего параметры рабочего процесса двигателя и токсичность отработавших газов.

В головку запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов. Выпускные седла и клапаны профилированы для обеспечения меньшего сопротивления выпуску отработавших газов.

Стык "головка цилиндра – гильза" (газовый стык) – беспрокладочный (рисунок 1.4.2-3). В расточенную канавку на нижней плоскости головки запрессовано стальное уплотнительное кольцо 3. Посредством этого кольца головка цилиндра устанавливается на бурт гильзы. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца 3 и гильзы цилиндра 5. Свинцовистое покрытие на поверхности кольца газового стыка дополнительно повышает герметичность за счет компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей. Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка-заполнитель 4. Прокладка-заполнитель фиксируется на кольце газового стыка за счет обратного конуса и посадки ее с натягом по выступающему пояску. Применение прокладки-заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов.

Рисунок1.4.2-3 – Газовый стык:

1 – головка цилиндра; 2 – кольцо уплотнительное перепуска охлаждающей жидкости; 3 – кольцо газового стыка; 4 – прокладка-заполнитель; 5 – гильза цилиндра; 6 – кольцо уплотнительное; 7 – прокладка уплотнительная; 8 – блок цилиндров;
9 – экран

Прокладка-заполнитель разового применения.

Для уплотнения перепускных каналов охлаждающей жидкости в отверстия днища головки установлены уплотнительные кольца 2 из силиконовой резины.

Пространство между головкой и блоком, отверстия отвода моторного масла и отверстия для прохода штанг уплотнены прокладкой головки цилиндра 7 из термостойкой резины. На прокладке дополнительно выполнены опорный бурт вокруг втулки подачи масла и канавка слива масла в штанговые отверстия.

Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой 15 (рисунок 1.4.2-1). Для шумо-изоляции и уплотнения стыка крышка – головка цилиндра применены резиновая уплотнительная прокладка 18 и виброизоляционная шайба 14. Головки цилиндров двигателей с топливной аппаратурой типа «CR» отличаются гнездом под форсунку и с головками других двигателей КАМАЗ не взаимозаменяемы.

Маркировка головки цилиндра 740.90-1003014 отлита на боковой поверхности бобышки второго болта крепления головки (см. рисунок1.4.2-4).

ОБСЛУЖИВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ДВИГАТЕЛЯ

При сборке двигателя болты крепления головки цилиндра следует затягивать в три приема в последовательности, указанной на рисунке 19. Величины моментов затяжки указаны в приложении А.

Перед ввертыванием резьбу болтов смазать тонким слоем графитовой смазки.

После затяжки болтов необходимо отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами.

Рисунок 1.4.2-4 – Последовательность затяжки болтов крепления головки цилиндра

РЕГУЛИРОВКА ЗАЗОРОВ В КЛАПАННОМ МЕХАНИЗМЕ

Величина зазоров на холодном двигателе должна быть:

- для впускных клапанов – 0,25…0,30 мм;

- для выпускных клапанов – 0,35…0,40 мм.

Для 1, 2, 3 и 4-го цилиндров передний клапан впускной, а для 5, 6, 7 и 8-го цилиндров – выпускной.

Регулировку зазоров проводить на холодном двигателе. Перед регулировкой тепловых зазоров проверить моменты затяжки болтов крепления головок цилиндров и гаек стоек коромысел. Тепловые зазоры регулировать одновременно в двух цилиндрах при закрытых клапанах. При регулировке коленчатый вал устанавливать последовательно в положения I… IV, которые определяются его поворотом относительно положения начала впрыскивания топлива в первом цилиндре на угол, указанный ниже:

- положение коленчатого вала – I II III IV;

- угол поворота – 60º 240º 420º 600º;

- номера цилиндров регулируемых клапанов – 1, 5 4, 2 6, 3 7, 8.

Последовательность операций при регулировке зазоров следующая:

1 Снять крышки головок цилиндров.

2 Проверить затяжку болтов крепления головок цилиндров.

3 Оттянуть смонтированный на картере маховика фиксатор, повернуть его на 90° и установить в нижнее положение.

4 Снять крышку люка в нижней части картера маховика (для проворота маховика ломиком).

5 Проворачивая коленчатый вал по ходу вращения, установить его в такое положение, при котором фиксатор под действием пружины войдет в паз на маховике, при этом оба клапана пятого цилиндра должны быть закрыты (коромысла клапанов на пятом цилиндре должны находиться в одном положении).

Это положение коленчатого вала соответствует началу подачи топлива в 1-ом цилиндре.

Если в этом положении маховика и фиксатора выпускной клапан пятого цилиндра открыт (коромысло выпускного клапана наклонено по отношению к коромыслу впускного клапана, а его штанга не вращается от руки) необходимо вывести фиксатор из паза на маховике и провернуть коленчатый вал на один оборот до момента, когда фиксатор войдет в паз. Проверить положение клапанов пятого цилиндра

Проворачивать коленчатый вал нужно рычагом, вставляя его в отверстия, расположенные на боковой поверхности маховика. Поворот маховика на угол, равный промежутку между двумя соседними отверстиями, соответствует повороту коленчатого вала на 30º. Оттянуть фиксатор, преодолев усилие пружины, повернуть его на 90º и установить в верхнее положение.

6 Провернуть коленчатый вал по ходу вращения на угол 60º, установив его тем самым в положение I.

В этом положении клапаны первого и пятого цилиндров должны быть закрыты (штанги указанных цилиндров должны легко проворачиваться от руки).

7 Проверить динамометрическим ключом момент затяжки гаек крепления стоек коромысел регулируемых цилиндров, при необходимости подтянуть. Моменты затяжки приведены в приложении А.

8 Проверить щупом зазор между носками коромысел и торцами клапанов регулируемых цилиндров. Если они не укладываются в указанные выше пределы, их надо отрегулировать.

9 Для регулировки зазора необходимо ослабить контровочную гайку регулировочного винта, вставить в зазор щуп нужной толщины и, вращая винт отверткой, установить требуемый зазор.

Придерживая винт отверткой, затянуть гайку и проверить величину зазора. Щуп толщиной 0,25 мм для впускного клапана и 0,35 мм для выпускного клапана должен проходить свободно, а толщиной 0,30 мм для впускного и 0,40 мм для выпускного с усилием.

Отрегулировать остальные клапаны.

10 Установить на место крышки люка картера маховика и головок цилиндров. Фиксатор маховика установить в верхнее положение.

11 Пустить двигатель и прослушать его работу. При правильно отрегулированных зазорах стуков в клапанном механизме не должно быть.

1.4.3СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ КАМАЗ 740.60-360, 740.61-320, 740.62-280, 740.63-400, 740.64-420, 740.65-240, 740.70-280, 740.71-320, 740.72-360, 740.73-400, 740.74-420 и 740.75-440

СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ предназначена для подачи предварительно очищенного и охлажденного масла к парам трения.

На двигателе применена комбинированная система смазки, в которой часть деталей смазывается под давлением, часть самотеком, а часть разбрызгиванием. Система смазки с "мокрым" картером.

Система смазки (рисунок 1.4.3-1) включает масляный насос 1, фильтр очистки масла 3, теплообменник масляный 6, картер масляный 13, маслоналивную горловину, трубку указателя уровня и указатель уровня масла.

Рисунок1.4.3-1 – Схема смазочной системы:

1 – насос масляный; 2 – клапан; 3 – фильтр очистки масла; 4 – перепускной клапан; 5 – частичнопоточный фильтроэлемент; 6 – водомасляный теплообменник; 7, 8 и 9 – приборы контроля;
10 – форсунки охлаждения поршней; 11 – термоклапан; 12 – полнопоточный фильтроэлемент; 13 – картер масляный; 14 – клапан предохранительный; 15 – желоб маслораспределительный;
16 – прокладка поддона

Давление в смазочной системе (главной масляной магистрали) должно быть в пределах 0,39…0,54 МПа (4,0…5,5 кгс/см²) при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и температуре охлаждающей жидкости 80…95 °С и не менее 0,10 МПа (1,0 кгс/см²) при минимальной частоте вращения холостого хода.

Для снижения аэрации масла и обеспечения работы двигателя на кренах на некоторые комплектации двигателей между блоком цилиндров и фланцем картера масляного устанавливается маслораспределительный желоб.

Различные комплектации двигателей могут отличаться формой картера масляного, расположением и глубиной копильника масла. Соответственно, масляный насос имеет различные маслозаборники. Двигатели могут оснащаться маслоналивной горловиной и указателем уровня масла, расположенными в передней крышке или на картере маховика, при этом трубки указателя отличаются длиной.

Конфигурация и основные размеры картеров масляных, маслозаборников и трубок указателя уровня показаны в таблице . 1.4.3-1

Таблица 1.4.3-1

НАСОС МАСЛЯНЫЙ (рисунок 1.4.3-2) закреплен на нижней плоскости блока цилиндров.

Зазор в зацеплении зубчатых колес привода регулируется прокладками толщиной 0,4 мм, устанавливаемыми между привалочными плоскостями насоса и блока цилиндров, и должен составлять 0,15…0,35 мм. Момент затяжки болтов крепления масляного насоса к блоку должен быть 49,0…68,6 Н∙м (5,0…7,0 кгс∙м).

Рисунок1.4.3-2 – Насос масляный:

1 – крышка; 2 – корпус; 3 – шестерня ведущая; 4 – ведомое зубчатое колесо; 5 – шпонка; 6 – гайка; 7 – шестерня ведомая; 8 – ось; 9 – шплинт; 10 – пробка; 11, 12 – пружины; 13 – клапан; 14 – шарик; 15 – шайбы регулировочные

Масляный насос шестеренный, односекционный. Он состоит из корпуса 2, крышки 1 и шестерен 3 и 7. В крышке расположен клапан смазочной системы 13, с пружиной 11, отрегулированный на давление срабатывания 392…439 кПа (4,0…4,5 кгс/см²). Насос имеет в нагнетающем канале предохранительный клапан, выполненный в виде шарика 14 подпружиненного пружиной 12. Давление срабатывания клапана 931…1127 кПа (9,5…11,5 кгс/см²).

ФИЛЬТР МАСЛЯНЫЙ (рисунок 1.4.3-3) закреплен на правой стороне блока цилиндров и состоит из корпуса 1, двух колпаков 11 и 9, в которых установлены полнопоточный 8 и частичнопоточный 4 фильтроэлементы.

Рисунок 1.4.3-3 – Фильтр масляный с теплообменником:

1 – корпус фильтра; 2, 3 – уплотнительные кольца; 4 – частично-поточный фильтрующий элемент; 5 – теплообменник; 6 – термосиловой датчик; 7 – прокладка; 8 – полнопоточный фильтрующий элемент; 9, 11 – колпаки; 10 – упорная пружина; 12 – сливные пробки; 13 – поршень термоклапана; 14 – пружина термоклапана; 15 – перепускной клапан; 16 – пружина перепускного клапана

Колпаки на резьбе вворачиваются в корпус. Уплотнение колпаков в корпусе осуществляются кольцами 2 и 3.

В корпусе фильтра расположены перепускной клапан 15, отрегулированный на давление срабатывания 147…216 кПа (1,5…2,2 кгс/см²), и термоклапан включения масляного теплообменника.

Очистка масла в фильтре комбинированная. Через полнопоточный фильтроэлемент 8 проходит основной поток масла перед поступлением к потребителям, тонкость очистки масла от примесей, при этом, составляет 40 мкм. Через частичнопоточный фильтроэлемент 4 проходит 3…5 л/мин, где удаляются примеси размерами более 5 мкм. Из частичнопоточного фильтроэлемента масло сливается в картер. При такой схеме достигается высокая степень очистки масла от примесей.

ТЕРМОКЛАПАН ВКЛЮЧЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА МАСЛЯНОГО (рисунок1.4.3-3) состоит из подпружиненного поршня 13 с термосиловым датчиком 6. При температуре масла ниже 93 °С поршень находится в верхнем положении и основная часть потока масла, минуя теплообменник, поступает в двигатель. При достижении температуры масла омывающего термосиловой датчик 95⁺² °С, активная масса, находящаяся в баллоне, начинает плавиться и, увеличиваясь в объеме, перемещает шток датчика и поршень 13. При температуре масла 110⁺² °С поршень разобщает полости в фильтре до и после теплообменника и весь поток масла идет через теплообменник. При превышении температуры масла выше 120 °С срабатывает датчик аварийной температуры и на щитке приборов загорается сигнальная лампочка.

ТЕПЛООБМЕННИК МАСЛЯНЫЙ 5 (рисунок 1.4.3-3) установлен на масляном фильтре, кожухотрубного типа, сборный. Внутри трубок проходит охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя, снаружи – масло. Со стороны масла трубки имеют оребрение в виде охлаждающих пластин. Поток масла в теплообменнике шесть раз пересекает трубки с охлаждающей жидкостью, чем достигается высокая эффективность охлаждения масла.

На двигателях с перспективной системой топливоподачи «CR» более повышена эффективность отвода тепла, в связи с чем применение при ремонте теплообменников двигателей с традиционной топливной аппаратурой не рекомендуется.

КАРТЕР МАСЛЯНЫЙ 13 (рисунок 1.4.3-1) штампованный, крепится к блоку цилиндров через резинопробковую прокладку. Двигатели могут комплектоваться различными масляными картерами в зависимости от назначения (см. таблицу 1.4.3-1), объем заливаемого в картер масла приведен в разделе «Эксплуатационные материалы» настоящего руководства.

СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА (рисунок 1.4.3-4) открытая. Картерные газы отводятся из штанговой полости второго цилиндра через угольник 1 в трубу 3 и далее попадают в маслоотделитель 6, где отделенное масло через отверстие в картере агрегатов по трубке гидрозатвора 9 сливается назад в картер масляный, а очищенные картерные газы через трубку отводятся в атмосферу.

Рисунок 1.4.3-4 – Система вентиляции картера двигателя:

1 – угольник; 2, 5 – уплотнительные кольца; 3 – труба; 4 – кольцо стопорное; 6 – маслоотделитель; 7 – кляммер; 8 – болт; 9 – гидрозатвор; 10 – картер маховика (агрегатов); 11 – масляный картер

ОБСЛУЖИВАНИЕ СМАЗОЧНОЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЕЙ КАМАЗ 740.60-360, 740.61-320, 740.62-280, 740.63-400, 740.64-420, 740.65-240, 740.70-280, 740.71-320, 740.72-360, 740.73-400, 740.74-420 и 740.75-440

Уровень масла проверять через 4…5 минут после останова двигателя, установив изделие на ровной горизонтальной площадке. Уровень должен быть около метки «В», что соответствует требуемому количеству масла в двигателе. Между метками «Н» и «В» объем масла в картере составляет около 4 литров.

Для смены масла необходимо прогреть двигатель до температуры охлаждающей жидкости 70…90 ºС, остановить его, слить масло из картера масляного, вывернув из картера сливную пробку. Сливая масло из двигателя нужно обратить внимание, нет ли в масле воды и металлических частиц. Наличие их указывает на необходимость ремонта двигателя. Заливать масло в картер двигателя надо в следующем порядке:

- открыть горловину, предварительно очистив ее от пыли и грязи;

- залить масло до отметки «В» на указателе уровня масла;

- пустить двигатель и дать ему поработать 5 минут на малой частоте вращения коленчатого вала для заполнения масляных полостей в двигателе;

- остановить двигатель и по истечении 4…5 минут, долить масло до отметки «В» на указателе уровня масла.

Доливать масло в картер двигателя после длительной стоянки нужно в последовательности операций, изложенных выше. При смене масла надо менять фильтрующие элементы фильтра очистки масла. Сорта масел, допускаемые к применению, приведены в разделе «Эксплуатационные материалы» настоящего руководства (см. приложение Е).

Смену фильтрующих элементов фильтра очистки масла необходимо осуществлять в следующем порядке:

- вывернуть сливные пробки на обоих колпаках и слить масло в емкость;

- отвернуть колпаки ключом на 27 за бобышку;

- вынуть фильтрующие элементы из колпаков;

- промыть дизельным топливом внутреннюю полость колпаков;

- проверить состояние уплотнительных колец колпаков и, при необходимости, заменить;

- установить новые фильтрующие элементы: полнопоточный – в больший колпак (ближе к вентилятору), частичнопоточный – в меньший колпак (фильтрующие элементы невзаимозаменяемые);

- залить в каждый колпак по 1,5 литра чистого масла;

- смазать резьбу на колпаках, уплотнительные кольца и прокладки моторным маслом;

- завернуть колпаки в корпус;

- на работающем двигателе проверить, нет ли течи масла в соединениях, при обнаружении течи провести подтяжку или заменить уплотнительные элементы.

При обслуживании использовать фильтрующие элементы, изготавливаемые предприятиями, имеющими официальное заключение ОАО «КАМАЗ» на поставку запасных частей.

Несвоевременная смена масла или фильтрующих элементов, применение нерекомендуемых сортов масел и фильтрующих элементов, а также загрязненных масел, приводит к разрушению вкладышей и поломке двигателя.

1.4.4 СИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА И ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА

СИСТЕМА обеспечивает за счет использования части энергии отработавших газов подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя. Это позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива, т.е. повысить литровую мощность двигателя. Применение наддува на двигателе расширяет эксплуатационные возможности транспортного средства при движении в горных условиях.

Рисунок 1.4.4-1 – Схема газотурбинного наддува с одним турбокомпрессором:

1– теплообменник охлаждения наддувочного воздуха; 2– патрубок теплообменника левый; 3– рукав; 4– патрубок подводящий; 5– патрубок соединительный; 6– коллектор впускной левый; 7– коллектор выпускной передний левый; 8– коллектор выпускной задний левый; 9– труба соединительная; 10– тройник; 11– турбокомпрессор; 12– компенсатор; 13– патрубок впускной; 14– патрубок объединительный; 15– коллектор выпускной задний правый; 16– труба подводящая; 17– коллектор выпускной передний правый; 18– коллектор впускной правый;
19– патрубок отводящий; 20– патрубок теплообменника правый

Рисунок 1.4.4-2 – Схема газотурбинного наддува с двумя турбокомпрессорами:

1 – теплообменник охлаждения наддувочного воздуха; 2 – радиатор системы охлаждения; 3 – вентилятор; 4 – двигатель; 5, 6 – турбокомпрессоры

Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя (рисунки 1.4.4-1 и 1.4.4-2) состоит из одного или двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР), выпускных и впускных коллекторов и патрубков, теплообменника охлаждения наддувочного воздуха (ТОНВ) 1 типа «воздух-воздух», подводящих и отводящих трубопроводов.

Выпускные коллекторы и патрубки системы изготовлены из высокопрочного чугуна. Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины ТКР, выпускных патрубков и коллекторов осуществляется прокладками из жаростойкой стали. Прокладки являются деталями одноразового использования и при переборках системы подлежат замене. Газовый стык между выпускным коллектором и головкой цилиндра уплотняется прокладкой из асбостального листа, окантованного лентой из жаростойкой стали.

Выпускные коллекторы крепятся к головкам цилиндров болтами. Для компенсации угловых перемещений, возникающих при нагреве, под головки болтов крепления выпускного коллектора устанавливаются специальные сферические шайбы.

Система турбонаддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя должна быть герметична. Из-за утечки отработавших газов или воздуха снижается производительность ТКР, что приводит к снижению мощности двигателя. Кроме этого, при негерметичности впускного тракта чистого воздуха в ТКР и цилиндры двигателя попадает пыль, что приводит к «пылевому» износу лопаток колеса компрессора и деталей цилиндропоршневой группы, а в итоге, к преждевременному выходу двигателя из строя.

Смазка подшипников ТКР осуществляется из системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется по стальным трубкам сильфонной конструкции в картер двигателя.

На двигателях устанавливаются два турбокомпрессора модели S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы «BorgWarner» или модели ТКР 7С-6 (КАМАЗ), а также может устанавливаться один турбокомпрессор модели S300G 13809700007 фирмы «BorgWarner».

Рисунок 1.4.4-3 – Турбокомпрессор ТКР 7С-6:

1 – корпус компрессора; 2 – крышка; 3 – корпус подшипников; 4 – под-шипник упорный; 5 – подшипник; 6 – кольцо стопорное; 7 – корпус турбины; 8 – кольцо уплотнительное; 9 – колесо турбины; 10 – вал ротора; 11 – экран турбины; 12, 17 – планки; 13, 18 – болты; 14 – маслосбрасы-вающий экран; 15 – втулка; 16 – маслоотражатель; 19 – гайка; 20 – колесо компрессора; 22 – диффузор; 24 – переходник; 25 – прокладка, 21, 23 – кольцо уплотнительное (резиновое)

ТУРБОКОМПРЕССОР ТКР 7С-6(рисунок 1.4.4-3) состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Ротор и колесо компрессора динамически балансируются с высокой точностью на специальных балансировочных станках.

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8…9,8 Н×м (0,8…1,0 кгс×м). После сборки ротор с колесом компрессора дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала.

Для устранения утечек воздуха в соединении «корпус компрессора – корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

8

ТУРБОКОМПРЕССОРЫ S2B/7624TAE/0,76D9 правый и левый (обозначение левого турбокомпрессора 1274 970 0003, правого – 1274 970 0004) не имеют конструктивных отличий, отличаются только разворотом корпусов турбины и компрессора.

Турбокомпрессоры фирмы «BorgWarner» и КАМАЗ имеют аналогичную конструкцию. Турбокомпрессор S300G 13809700007 дополнительно оборудован перепускным клапаном регулировки давления наддува.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА И ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА

На своевременно и качественно обслуживаемом двигателе ТКР может безотказно работать в течение долгих лет.

Часто ТКР снимают с двигателей, когда в этом нет необходимости. Убедитесь в отсутствии неисправностей двигателя и только после этого демонтируйте ТКР. В большинстве случаев это позволяет избежать бесполезной замены ТКР.

Чаще всего встречаются следующие проявления неисправностей, связанные с ТКР:

- двигатель не развивает полную мощность;

- черный дым из выхлопной трубы;

- синий дым из выхлопной трубы;

- повышенный расход масла двигателем;

- шумная работа ТКР.

Низкая мощность двигателя, черный дым из выхлопной трубы.

Оба дефекта являются следствием недостаточного поступления воздуха в двигатель из-за засоренности воздушного фильтра либо утечек воздуха или отработавших газов из соединений в системе, либо неисправности ТКР.

Для устранения дефекта проверьте состояние воздушного фильтра и герметичность соединений в системе. При необходимости очистите или замените фильтрующий элемент, устраните негерметичность.

Проверьте легкость вращения ротора ТКР. Обычно ротор имеет небольшой осевой и радиальный люфты, но если при вращении рукой ротор задевает колесом турбины или компрессора о корпус, то налицо явный износ подшипников ТКР – замените ТКР.

Если после проверки всех элементов неисправности не обнаружены, значит, падение мощности возникло не из-за турбокомпрессора. Определите неисправность в самом двигателе.

Синий дым из выхлопной трубы, повышенный расход масла.

Появление синего дыма является следствием сгорания масла, причиной которого может быть либо его утечка из ТКР, либо неисправности в двигателе.

Прежде всего проверьте засоренность воздушного фильтра, поскольку повышенное разряжение на входе в ТКР вызывает засасывание масла из корпуса подшипников в компрессор.

На следующем этапе проверьте свободное вращения ротора и отсутствие задевания колесами турбины и компрессора о корпусы – в случае задевания снимите и замените ТКР.

Иногда утечка масла происходит через турбину ТКР несмотря на ее исправность. Такое возможно при засорении сливного маслопровода или повышенном давлении в масляном картере двигателя.

Повышенная шумность работы ТКР.

При постороннем шуме в ТКР проверьте герметичность всех трубопроводов и соединений системы. При необходимости подтяните болты, гайки и хомуты, замените уплотнительные прокладки.

Проверьте легкость вращения ротора и отсутствие задевания колесами турбины и компрессора о корпусы и повреждения их посторонними предметами, при необходимости замените ТКР.

Повреждения ТКР происходят, в основном, по трем главным причинам:

- недостаток масла;

- загрязненное масло;

- попадание посторонних предметов.

В первую очередь от недостатка и загрязненности масла выходят из строя подшипники ТКР, после чего могут последовать задевание колесами турбины и компрессора о корпусы, износ уплотнительных колец. В дальнейшем разрушается вал ротора. Поэтому необходимыми условиями нормальной работы подшипникового узла являются своевременная замена масла и фильтрующих элементов масляного фильтра двигателя, а также применение рекомендованных заводом - изготовителем двигателей марок масел.

Следует обратить внимание на правильность запуска и останова двигателя. Если заглушить работающий на высоких оборотах двигатель, ротор ТКР продолжит вращаться без смазки, поскольку давление моторного масла при этом почти равно нулю – произойдет повреждение подшипников и уплотнительных колец ТКР. Поэтому перед остановкой двигателя после работы под нагрузкой необходимо установить режим холостого хода длительностью не менее 3 минут. По тем же причинам очень важно перед нагружением дать двигателю поработать на холостых оборотах в течение 2…5 минут.

Все вышеперечисленные неисправности можно избежать при правильном и регулярном обслуживании двигателя.

Регулярно проверяйте герметичность системы.

При ТО-2 рекомендуется проводить контроль герметичности системы газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха двигателя с помощью приспособления И 801.49.000 дымом со сжатым воздухом. Во избежание срыва и раздутия шлангов, давление подаваемого во впускной тракт воздуха не должно превышать 20 кПа (0,2 кгс/см²). Места неплотностей определять по выходящему дыму. Если дым не выходит в течение 3 минут, то воздушный тракт герметичен.

Легкость вращения роторов ТКР проверяется при снятом приемном патрубке системы выпуска отработавших газов рукой в его крайних осевых и радиальных положениях. Ротор должен вращаться легко, без заеданий и касаний о неподвижные детали ТКР. Осевой люфт ротора нового ТКР должен быть в пределах 0,06…0,15 мм, диаметральный люфт – 0,45…0,65 мм. Допустимое значение осевого люфта в эксплуатации – до 0,3 мм, диаметрального люфта – до 0,9 мм.

Один раз в два года ТКР рекомендуется снять с двигателя для очистки центробежного компрессора, общей диагностики и технического обслуживания.

ТКР рекомендуется снимать вместе с выпускным коллектором, а затем отсоединить его от коллектора.

Очистку центробежного компрессора необходимо выполнить в следующей последовательности:

1. На торцовые поверхности корпуса компрессора и крышки нанести совмещенные риски. Отвернуть болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое.

2. Осмотреть лопатки колеса компрессора. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения ТКР подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене.

3. Промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;

4. Проверить легкость вращения ротора, заедание ротора не допускается.

5. Перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпус компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.

Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка, ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления, приборы и обученный персонал.

При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в ТОНВ конденсат для чего перевернуть ТОНВ в вертикальной плоскости патрубками вниз и дать стечь остаткам возможного конденсата и масла.

Продуть по фронту матрицы каждый ряд теплообменных пластин между трубками с каждой стороны струей сжатого воздуха, не допуская их деформации.

В случае сильного загрязнения теплообменных пластин матрицу ТОНВ промыть под струей горячей воды с использованием волосяной щетки или способом окунания в ванне с горячей водой.

После мойки матрицу по фронту продуть сжатым воздухом, не допуская деформации поверхностей теплообменных пластин. Сушка осуществляется струей горячего воздуха.