Шатун

Шатун (рис. 6) передает усилия от поршня на коленчатый вал. стержень 3 шатуна имеет двутавровое сечение. В верхнюю, неразъемную, головку 2 установлена бронзовая втулка 1. В нижнюю, разъемную, головку 5 вставлены тонкостенные стальные вкладыши 6, залитые тонким слоем баббита. Шатуны штампуются из легированных высокоуглеродистых сталей с присадкой хрома, никеля, марганца и ванадия. На заводе им. Лихачева получена и применяется сталь 40Р с присадкой бора. Такая сталь обладает высокой прочностью, и в ней не образуется микротрещин. После штамповки шатуны подвергают закалке и отпуску,

Рис. 6. Шатун двигателя ГАЗ-51: 1 - втулка; 2 - верхняя головка; 3 - стержень; 4 - шатунный болт; 5 - нижняя головка; 6 - вкладыши; 7 - крышка нижней головки; 8 - фиксирующий выступ вкладыша; 9 - выточка

Шатунные болты 4 и их гайки изготовляются также из легированной стали; затем они термически обрабатываются.

Вкладыши фиксируются выступом 8, входящим в выточку 9.

Вкладыши двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 залиты свинцовистой бронзой, выдерживающей большие удельные давления, характерные для дизельных двигателей. Для предохранения от коррозии вкладыши покрывают тонким слоем сплава, состоящего из олова, свинца и кадмия. Вкладыши двигателей М-21, ЗИЛ-130, ЗИЛ-375 и других триметаллические. Они имеют три слоя - стальную ленту, медно-никелевый подслой и баббитовое покрытие. Такие вкладыши обладают особо высокой износоустойчивостью. Тонкостенные вкладыши изготовляются с большой точностью, полностью взаимозаменяемы, не требуют шабровки, подгонки и подтяжки.

В стержне шатуна двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 есть продольный канал для подвода масла под давлением к поршневому пальцу. В верхнюю головку шатуна вставлен распылитель, обеспечивающий охлаждение маслом днища поршня. В верхней головке шатуна двигателей ЗИЛ-157, ГАЗ-51 и ГАЗ-69 есть прорезь, через которую масло попадает к поршневому пальцу для его смазки.

Двигатели ГАЗ-51 имеют несимметричные шатуны - нижняя головка смещена по отношению к оси стержня шатуна. Коротким плечом шатун устанавливается в сторону коренной шейки коленчатого вала, и в результате уменьшения плеча уменьшается изгибающий момент, действующий на вал. Несимметричные шатуны на других двигателях ие применяются, так как на каждый двигатель необходимо устанавливать невзаимозаменяемые шатуны двух типов.

Коленчатый вал

Коленчатый вал (рис. 7) воспринимает усилие от шатунов и передает его к агрегатам и механизмам силовой передачи автомобиля. Коленчатый вал штампуется из высокоуглеродистой или из легированной стали. Шейки вала закаливаются на глубину 4 - 5 мм при нагревании их токами высокой частоты.

Коленчатый вал двигателя М-21 отлит из магниевого чугуна. Литые валы более дешевы и просты в изготовлении. Шатунные и коренные шейки этого вала полые, что уменьшает вес коленчатого вала. Полости шеек закрыты заглушками и служат грязеулавливателями 1 (рис. 8), обеспечивающими дополнительную центробежную очистку масла.

Для равномерного чередования одноименных тактов угол между кривошипами коленчатого вала выбирается в зависимости от тактности двигателя и числа его цилиндров. У четырехтактных двигателей рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, т. е. за 720° (соответственно у двухтактного двигателя угол рабочего цикла равен 360°). Для рядных двигателей угол между кривошипами получают делением угла рабочего цикла на число цилиндров.

Рис. 7. Коленчатый вал двигателя: 1 - коренная шейка; 2 - заднее сталебаббитовое кольцо; 3 - переднее сталебаббитовое кольцо; 4 - упорная шайба; 5 - шестерня ; 6 - крышка переднего коренного подшипника

Таким образом, у четырехтактного четырехцилиндрового двигателя (ГАЗ-69, М-21) кривошипы расположены под углом 180° и коленчатый вал представляет собой плоскую, зеркально симметричную конструкцию.

У четырехтактного шестицилиндрового двигателя АЗ-51, ЭИЛ-157) кривошипы расположены под углом 120° (в трех плоскостях) и коленчатый вал представляет собой пространственную, зеркально симметричную конструкцию.

Двухтактный четырех цилиндровый двигатель ЯАЗ-204 имеет коленчатый вал с углом между кривошипами 90°. У двухтактного шестицилиндрового двигателя ЯАЗ-206 кривошипы расположены под углом 60°, У двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 коленчатые валы имеют не симметричную форму.

V-образные восьмицилиндровые четырехтактные двигатели (например, ЗИЛ-130, ЗИЛ-375, ГАЗ-13) имеют такой же коленчатый вал, как и двигатель ЯАЗ-204, и угол между кривошипами 90°, но с каждой шатунной шейкрй соединены два порш-ня, находящихся в цилии-драх левого и правого рядов. Для обеспечения необходимой жесткости коленчатые валы выполняются многоопорными. Так, валы двигателей ГАЗ-69 и ГАЗ-51 имеют по четыре коренных подшипника, двигатели М-21 и ЯАЗ-204 имеют пятиопорные коленчатые валы, а валы двигателей ЗИЛ-157 и ЯАЗ-206 семиопорные.

Для разгрузки коренных подшипников от действия инерционных сил, а также для уравновешивания действующих на двигатель моментов центробежных сил валы имеют на щеках противовесы.

Противовесы коленчатых валов двигателей ГАЗ-51, ГАЗ-69 и М-21 выполнены заодно с валом. Противовесы коленчатых валов двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 крепятся к ним болтами. Головки болтов после затяжки завариваются. Передний конец коленчатого вала уплотняется на всех двигателях при помощи самоподжимного резинового сальника. Задний конец вала карбюраторных двигателей уплотняется маслоотражательным буртиком и маслосгонной резьбой коленчатого вала, а также сальником, имеющим асбесто-графитную набивку. Сальник в защитной обойме установлен в пазах блока и крышки коренного подшипника. На заднем конце коленчатого вала двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 есть самоподжимной сальник.

Рис. 8. Передний конец моленчатого вала двигателя М-21: 1 - грязеулавливатель

Осевая фиксация коленчатого вала и восприятие осевых усилий, возникающих из-за наличия косозубых газораспределительных шестерен, осуществляются у карбюраторных двигателей передним коренным подшипником коленчатого вала через упорную стальную шайбу 4 (рис. 7), установленную впереди подшипника, и два сталебаббитовых кольца 2 и 3, установленных по обеим сторонам подшипника (стальной стороной к подшипнику). Осевая фиксация вала двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 осуществляется задним коренным подшипником через две пары бронзовых полуколец, установленных по обеим сторонам подшипника. Чтобы кольца не проворачивались, они фиксируются штифтами или в специальных пазах крышки коренного подшипника. Коренные подшипники имеют тонкостенные вкладыши, по конструкции аналогичные вкладышам шатунных подшипников и отличающиеся от них только размерами. Крышки коренных подшипников, как правило, стальные, штампованные (на двигателе М-21 крышки выполнены из алюминиевого сплава) и крепятся болтами к перегородкам верхней части картера.

Маховик

Маховик уменьшает неравномерность вращения коленчатого вала и выводит поршни из мертвых точек. Маховик облегчает запуск двигателя: после вспышки в одном цилиндре коленчатый вал остановился, если бы не было маховика, продолжающего вращаться по инерции.

Инерция маховика используется также и при трогании автомобиля с места, когда мощность, развиваемая двигателем, еще невелика.

Маховик обычно отливается из серого чугуна и крепится на заднем конце коленчатого вала болтами к фланцу вала. Коленчатый вал балансируется в сборе с маховиком и сцеплением, установленным на маховике.

Зубчатый венец маховика используется для запуска двигателя стартером. Диск маховика является одной из ведущих частей сцепления. Для увеличения махового момента основная масса металла маховика сосредоточена на его ободе.