Двигатель ЯМЗ 238
Нанашем сайте представлена множество книг о двигателях ЯМЗ, например каталог деталей и сборочных единиц ЯМЗ-238 Предлагаем поближе узнать устройство и технические характеристики этого движка
Вашему вниманию предлагается статья об автомобильных дизелях ЯМЗ 238. Устройство, конструкция, технические характеристики, функции элементов, сравнение теххарактеристик ЯМЗ-238Н и
ЯМЗ-238Ф. Двигатели ЯМЗ 238 и самая полная информация о них - в статье ниже.
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 двенадцати-цилиндровых
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.
АВТОМОБИЛЬНЫЙ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДИЗЕЛЬ ЯМЗ-238
Устройство 8-цилидровых дизелей ЯМЗ рассмотрено далее на примере модификаций 238Н (рис.1, 2) и 238Ф с турбонаддувом, которые произво-дились 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 восьми-цилиндровые 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 дви-гателе ЯМЗ-238Н установлен так, что ось ротора параллельна оси коленчатого вала. Выпускные патрубки цилиндров каждого ряда объедине-ны в один трубопровод 3 с относительно небольшой площадью попереч-ного сечения. Таким образом, выпускных трубопроводов два, расположе-ны они с наружной стороны двигателя. Отработавшие газы по трубопрово-дам подводятся раздельно в двухзаходную улитку радиальной центро-стремительной турбины 16 с лопаточным сопловым аппаратом. Центро-бежный компрессор 15 имеет лопаточный диффузор и два выхода из улитки. Воздух после компрессора не охлаждается; он подводится по двум впускным трубопроводам 6, раздельно к каждому ряду цилиндров. Давление во впускных трубопроводах составляет 0,16-0,18 МПа.
Турбокомпрессор ТКР-11 (рис.3) на двигателе ЯМЗ-238Ф расположен перпендикулярно продольной плоскости двигателя. Улитка турбины одно-заходная, два выпускных трубопровода объединены в один перед входом в улитку радиальной центростремительной турбины с безлопаточным нап-равляющим аппаратом 8. Центробежный компрессор имеет щелевой диф-фузор 10 и однозаходную улитку. Подшипники турбокомпрессора смазы-ваются маслом из смазочной системы двигателя, которое перед турбоком-прессором проходит через дополнительный фильтр. Турбокомпрессор рас-считан на температуру газа перед турбиной 7000С и максимальную сте-пень повышения давления 2,5. Корпус 1 компрессора и вставку, изготов-ленную как одно целое с диффузором, а также корпус 2 подшипников отли-ты из алюминиевого сплава.
Подшипниковый узел представляет собой бронзовую втулку 9, посажен-ную с зазором в корпус и удерживаемую от поворота фиксатором 3, кото-рый одновременно служит для подвода масла к этому узлу. Корпус турби-ны состоит из собственно корпуса 4 и вставки 6. Ротор турбокомпрессора состоит из рабочего колеса 5 турбины, соединённого с валом при помощи сварки трением, и рабочего колеса 12 компрессора, прижатого к втулке 11 уплотнения гайкой 13. Колесо турбины отлито из жаропрочного сплава. Масляная полость уплотняется четырьмя разрезными кольцами 7 типа поршневых.
Блок-картер (рис.4) для повышения жёсткости и уменьшения деформа-ции имеет рёбра на боковых стенках, поперечных перегородках и на нижней плите блока цилиндров. Плоскость разъёма картера опущена не-много ниже оси коленчатого вала. Снизу картер закрыт лёгким поддоном, выштампованным из листовой стали. На блок-картер устанавливают ин-дивидуальную головку 6 цилиндров, что несколько снижает общую жёст-кость корпуса. Поэтому особое внимание уделяется жёсткости верхней плиты 2 блока 1, в которую вставлены гильзы цилиндров, а также опор подшипников коленчатого вала. Для повышения жёсткости опор их крышки 3 закреплены, помимо болтов 4, болтами 5 в горизонтальном направ-лении. Блок-картер отлит из серого чугуна.
Гильзы цилиндров, отлитые из высокопрочного чугуна, вставлены в рас-точки блок-картера 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 вы-пускного клапана наплавлен слой твёрдого сплава. Сёдла выпускных кла-панов, изготовленные из жаропрочного чугуна, запрессованы в головку цилиндров. Направляющие втулки клапанов из пористого порошкового материала обладают хорошими антифрикционными свойствами при вы-сокой 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 плос-кости двигателя. Движение от кулачков, индивидуальных для каждого кла-пана, передаётся к клапанам роликовыми качающимися толкателями.
Коленчатый вал (рис.5) изготовлен горячей штамповкой из стали. Пер-вый 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 коле-нчатым валом и V-образным расположением цилиндров под углом 900 вспышки равномерно чередуются, все силы инерции второго порядка ура-вновешены, 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 фикси-руется 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 прово-рачивания и осевого смещения вкладыши фиксируются выштампованными на вкладышах выступами, которые входят в пазы, выфрезерованные в опо-рах. 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 антифрик-ционной бронзы. Масло для смазывания подшипника подводится от подши-пника 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 компрессион-ных 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. Тан-генциальное направление впускного канала создаёт в процессе наполне-ния вихревое движение заряда в камере сгорания, что улучшает смесеоб-разование 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 ги-льзы.
Топливные форсунки закрытого типа смещены относительно оси цилинд-ра для повышения термической прочности перемычек головки между кла-панами. Топливный насос – восьмиплунжерный, размещён в развале ци-линдров. Его привод осуществляется центробежной муфтой 11 с автома-тическим регулированием опережения впрыскивания топлива. Топливо проходит две ступени очистки – фильтры грубой и тонкой очистки. Шести-лопастная крыльчатка вентилятора приводится во вращение от коленчато-го вала зубчатой передачей. Масляный насос – двухсекционный, шесте-рённый, с приводом от коленчатого вала.
АВТОМОБИЛЬНЫЙ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДИЗЕЛЬ ЯМЗ-238
Устройство 8-цилидровых дизелей ЯМЗ рассмотрено далее на примере модификаций 238Н (рис.1, 2) и 238Ф с турбонаддувом, которые произво-дились 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 восьми-цилиндровые 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 дви-гателе ЯМЗ-238Н установлен так, что ось ротора параллельна оси коленчатого вала. Выпускные патрубки цилиндров каждого ряда объедине-ны в один трубопровод 3 с относительно небольшой площадью попереч-ного сечения. Таким образом, выпускных трубопроводов два, расположе-ны они с наружной стороны двигателя. Отработавшие газы по трубопрово-дам подводятся раздельно в двухзаходную улитку радиальной центро-стремительной турбины 16 с лопаточным сопловым аппаратом. Центро-бежный компрессор 15 имеет лопаточный диффузор и два выхода из улитки. Воздух после компрессора не охлаждается; он подводится по двум впускным трубопроводам 6, раздельно к каждому ряду цилиндров. Давление во впускных трубопроводах составляет 0,16-0,18 МПа.
Турбокомпрессор ТКР-11 (рис.3) на двигателе ЯМЗ-238Ф расположен перпендикулярно продольной плоскости двигателя. Улитка турбины одно-заходная, два выпускных трубопровода объединены в один перед входом в улитку радиальной центростремительной турбины с безлопаточным нап-равляющим аппаратом 8. Центробежный компрессор имеет щелевой диф-фузор 10 и однозаходную улитку. Подшипники турбокомпрессора смазы-ваются маслом из смазочной системы двигателя, которое перед турбоком-прессором проходит через дополнительный фильтр. Турбокомпрессор рас-считан на температуру газа перед турбиной 7000С и максимальную сте-пень повышения давления 2,5. Корпус 1 компрессора и вставку, изготов-ленную как одно целое с диффузором, а также корпус 2 подшипников отли-ты из алюминиевого сплава.
Подшипниковый узел представляет собой бронзовую втулку 9, посажен-ную с зазором в корпус и удерживаемую от поворота фиксатором 3, кото-рый одновременно служит для подвода масла к этому узлу. Корпус турби-ны состоит из собственно корпуса 4 и вставки 6. Ротор турбокомпрессора состоит из рабочего колеса 5 турбины, соединённого с валом при помощи сварки трением, и рабочего колеса 12 компрессора, прижатого к втулке 11 уплотнения гайкой 13. Колесо турбины отлито из жаропрочного сплава. Масляная полость уплотняется четырьмя разрезными кольцами 7 типа поршневых.
Блок-картер (рис.4) для повышения жёсткости и уменьшения деформа-ции имеет рёбра на боковых стенках, поперечных перегородках и на нижней плите блока цилиндров. Плоскость разъёма картера опущена не-много ниже оси коленчатого вала. Снизу картер закрыт лёгким поддоном, выштампованным из листовой стали. На блок-картер устанавливают ин-дивидуальную головку 6 цилиндров, что несколько снижает общую жёст-кость корпуса. Поэтому особое внимание уделяется жёсткости верхней плиты 2 блока 1, в которую вставлены гильзы цилиндров, а также опор подшипников коленчатого вала. Для повышения жёсткости опор их крышки 3 закреплены, помимо болтов 4, болтами 5 в горизонтальном направ-лении. Блок-картер отлит из серого чугуна.
Гильзы цилиндров, отлитые из высокопрочного чугуна, вставлены в рас-точки блок-картера 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 вы-пускного клапана наплавлен слой твёрдого сплава. Сёдла выпускных кла-панов, изготовленные из жаропрочного чугуна, запрессованы в головку цилиндров. Направляющие втулки клапанов из пористого порошкового материала обладают хорошими антифрикционными свойствами при вы-сокой 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 плос-кости двигателя. Движение от кулачков, индивидуальных для каждого кла-пана, передаётся к клапанам роликовыми качающимися толкателями.
Коленчатый вал (рис.5) изготовлен горячей штамповкой из стали. Пер-вый 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 коле-нчатым валом и V-образным расположением цилиндров под углом 900 вспышки равномерно чередуются, все силы инерции второго порядка ура-вновешены, 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 фикси-руется 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 прово-рачивания и осевого смещения вкладыши фиксируются выштампованными на вкладышах выступами, которые входят в пазы, выфрезерованные в опо-рах. 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 антифрик-ционной бронзы. Масло для смазывания подшипника подводится от подши-пника 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 компрессион-ных 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. Тан-генциальное направление впускного канала создаёт в процессе наполне-ния вихревое движение заряда в камере сгорания, что улучшает смесеоб-разование 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 ги-льзы.
Топливные форсунки закрытого типа смещены относительно оси цилинд-ра для повышения термической прочности перемычек головки между кла-панами. Топливный насос – восьмиплунжерный, размещён в развале ци-линдров. Его привод осуществляется центробежной муфтой 11 с автома-тическим регулированием опережения впрыскивания топлива. Топливо проходит две ступени очистки – фильтры грубой и тонкой очистки. Шести-лопастная крыльчатка вентилятора приводится во вращение от коленчато-го вала зубчатой передачей. Масляный насос – двухсекционный, шесте-рённый, с приводом от коленчатого вала.
Техническая характеристика двигателей ЯМЗ-238Н и
ЯМЗ-238Ф (отличающиеся данные – в скобках)
Расположение/число цилиндров………………………………………..……………………V8
Рабочий объём……………………………………………………………………..….…… .14,86л
Порядок работы цилиндров……………………………………………...…1-5-4-2-6-3-7-8
Диаметр цилиндра и ход поршня……………………………………....………130х140мм
Номинальная мощность……………………....…220
кВт/300 л.с. (250 кВт/340 л.с.)
при 2100 об/мин
Степень сжатия………………………………………………..……………….…………………16,5
Число тактов………………………………………………………….…………………………………4
Крутящий момент…………………………………….………………..…1100 Н.м (1180 Н.м)
при 1500 об/мин
Наименьший удельный расход топлива…………………..………………..175 г/л.с.
.ч
Сухая масса двигателя……………………………………………..……...1050 кг (1120 кг)
Наружный диаметр клапана: -впускного…………………..………………….….61,5мм
-выпускного…….……………………..……48 мм
Полная длина направляющей втулки…………………….…………….…………….80 мм
Число клапанных пружин………………………………………………………….………………2
Фазы газораспределения: - впуск, начало до ВМТ………………….…………..….200
- впуск, конец после НМТ…….…………………560
- выпуск, начало до НМТ………….…………….560
- выпуск, конец после ВМТ…………………....200
- угол перекрытия клапанов…………...…... 400
Подъём клапанов………………………………………………………..………..…....…..7,8 мм
Частота вращения ротора центрифуги…………………………………....6000 об/мин
при производительности 10 л/мин
Давление начала впрыска форсунки………………….……….…………..150_5
кг/см2
Нижний предел давления………………………………………………..………...135 кг/см2
Диаметр сопловых отверстий распылителя…………………..……………..…0,32 мм
Угол распыла топливного факела……………………………………..………...….15…200
Ёмкость: -системы охлаждения……………………………………………..…..…….44,5 л
-системы смазки…………………………………………………..……...…….32 л
Расположение/число цилиндров………………………………………..
Рабочий объём…………………………………………………………………
Порядок работы цилиндров……………………………………………...
Диаметр цилиндра и ход поршня……………………………………....
Номинальная мощность……………………....
при 2100 об/мин
Степень сжатия………………………………………………..
Число тактов………………………………………………………….
Крутящий момент…………………………………….
при 1500 об/мин
Наименьший удельный расход топлива…………………..
Сухая масса двигателя……………………………………………..
Наружный диаметр клапана: -
-
Полная длина направляющей втулки…………………….
Число клапанных пружин………………………………………………………….
Фазы газораспределения: - впуск, начало до ВМТ………………….
- впуск, конец после НМТ…….
- выпуск, начало до НМТ………….
- выпуск, конец после ВМТ…………………....
- угол перекрытия клапанов…………...
Подъём клапанов……………………………………………………….
Частота вращения ротора центрифуги…………………………………....
при производительности 10 л/мин
Давление начала впрыска форсунки………………….
Нижний предел давления………………………………………………..
Диаметр сопловых отверстий распылителя…………………..
Угол распыла топливного факела……………………………………..
Ёмкость: -системы охлаждения……………………………………………..
-системы смазки…………………………………………………..