2. Устройство двигателя ямз-238

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.

Общее устройство двигателя ЯМЗ-238ДЕ2 показано на поперечном (рис. 1) и продольном (рис. 2) разрезах

Рис. 1. Поперечный разрез двигателя. Рис. 2 Продольный разрез двигателя.

3. Автомобильный четырехтактный дизель ямз-238

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.