Коленчатый вал

Силы, действующие на детали кривошипно-шатунного меха­низма двигателя, складываются из сил давления газов на поршень и инерционных сил движущихся масс. Инерционные силы за время рабочего цикла изменяются по ве­личине и направлению, что в случае их неуравновешенности приведет к нежелательным вибрациям и колебаниям на опорах.

В У-образных двигателях с углом развала 90° и общей шатун­ной шейкой на каждую пару цилиндров равнодействующая сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс обоих цилинд­ров направлена по радиусу кривошипа и суммируется с центро­бежной силой вращающихся масс. Уравновешивание этой силы можно осуществить за счет противовесов, расположив их на про­должении шеек коленчатого вала. В двигателях ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 в целях снижения веса кривошипно-шатунного механизма и двигателя в целом применена система уравновешивания с вынос­ными противовесами, расположенными на переднем конце колен­чатого вала и в маховике.
Расположение выносных противовесов по отношению к плос­кости 1 шатунной шейки составляет 30°.

Коленчатые валы двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 изготовлены из стали 50Г. В процессе изготовления вал подвергается терми­ческой обработке - закалке и отпуску до твердости НВ 229- 269, а поверхности шатунных и коренных шеек и шейки под саль­ники для повышения износостойкости подвергаются закалке с наг­ревом токами высокой частоты. Глубина закаленного слоя для коренных и шатунных шеек составляет 3,0-4,0 мм, а на шей­ках под сальники 1,0-2,0 мм; твердость после закалки С 52-62.

Характерной конструктивной особенностью коленчатых валов являются развитые по диаметру, но относительно короткие корен­ные и удлиненные шатунные шейки, что является следствием закрепления пары шатунов на общую шейку. Диаметр корен­ной шейки равен 105 мм и шатунных 85 мм. Шатунные и коренные шейки вала связаны между «собой относи­тельно толстыми щеками и сопрягаются с ними переходными ган­телями. Для прочности вала на изгиб исклю­чительное значение имеет правильность выполнения переходных гантелей. Поэтому при перешлифовках вала подрезы и уменьше­ние радиусов гантелей недопустимы.

На щеках вала расположены фрезерованные под соответствую­щими углами площадки, к которым двумя болтами крепятся про­тивовесы. Болты крепления противовесов затягивают строго регламентированным моментом, равным 18-20 кГм, а их головки при­варивают к противовесу. Балансировка вала производится в сборе с привернутыми противовесами, поэтому при ремонте вала про­тивовесы снимать не рекомендуется. В случае ослабления посадки необходимо произвести подтяжку болтов, предварительно их расконтрив.

При повторной приварке не рекомендуется ее производить по периметру головки болта.
В щеках вала просверлены каналы для подвода смазки от корен­ных подшипников к масляным полостям в шатунных шейках. Полости в шатунных шейках образованы двумя наклонными кана­лами диаметром 30 мм с запрессованными в них штампованными заглушками.

Масляные полости являются дополнительными грязеуловите­лями. Грязевые частицы центробежной силой отбрасываются к верхней части полостей, а масло через четыре сквозных отвер­стия подается к шатунным вкладышам. Для удаления грязевых отложений при разборках двигателя необходимо выбить заглушки с последующей заменой их новыми. Повторное использование старых заглушек не допускается.

Для повышения усталостной прочности вала все переходные радиусы гантелей, а также выходные кромки масляных каналов тщательно полируются.

Передний конец вала ступенчатый. Посадочные поверхности шлифуются, а поверхность скольжения под передний сальник коленчатого вала после закалки полируется. При сборке коленчатого вала сначала напрессовываются шестерня и передний про­тивовес системы уравновешивания. Положение шестерни и про­тивовеса строго фиксируется шпонками относительно оси первой шатунной шейки. Напрессованная шестерня и штампованный маслоотражатель крепятся гайкой, навернутой на резьбовой участок вала. Гайка от самоотворачивания предохраняется специальной шай­бой. В носке переднего конца ко­ленчатого вала имеется резьбовое отверстие, в которое ввертывается болт крепления шкива ременной передачи.

Шкив фиксируется на посадоч­ной поверхности вала шпонкой и поджимается к бурту вала болтом крепления через толстую плоскую шайбу. Задний конец вала (хвостовик) имеет закаленную токами высокой частоты шлифованную поверхность под сальник и маховик диаметром 140 мм. В торце заднего конца име­ются: одно осевое отверстие для опорного подшипника первичного вала коробки передач, два от­верстия для штифтов фиксации маховика, а также резьбовые отверстия для его крепления.

Коленчатый вал фиксируют в осевом направлении четырьмя упорными взаимозаменяемыми полукольцами, установленными в выточках блока и крышек задней коренной опоры. Полукольца изготовлены из бронзы ОЦС 5-5-5, имеют по торцам профрезерованные смазочные канавки; от проворачивания предохраняются двумя штифтами, запрессованными в крышку заднего коренного подшипника, входящими в пазы на полукольцах. Осевой зазор вала составляет 0,121-0,265 мм.
Уплотнение коленчатого вала осуществляется резино-армированными самоподжимными сальниками, изготовляющими из специальной резиновой смеси. Передний сальник запрессован в крышку шестерен распределения, а задний - в картер маховика.

Для обеспечения минимального биения маховика торец колен­чатого вала должен быть строго перпендикулярен оси коренных шеек, а кромки всех выходящих отверстий притуплены фасками. При сборке необходимо обращать особое внимание на отсутствие на торце забоин и грязи.