↓ Наведите мышкой на рубрику в меню чтобы увидеть каталог техники ↓
Навигатор: Главная > Тракторы и сельхозтехника
На нашем новом сайте вы сможете посмотреть всю технику, оборудование и сделать заказ!


Основные сведения о тракторах

1. ТРАКТОРЫ

Основные сведения о тракторах

В 1930 г. начал выпуск колесных тракторов марки СТЗ Сталинградский завод им. Ф. Э. Дзержинского, а годом позже Харьковский завод им. Серго Орджоникидзе (ХТЗ). В 1933 г. производство мощных гусеничных тракторов С-60 было начато на Челябинском тракторном заводе, а в 1934 г. Ленинградский Кировский завод приступил к выпуску колесного универсального пропашного трактора «Универсал».

В годы Великой Отечественной войны первый трактор АТЗ-НАТИ сошел с конвейера Алтайского тракторного завода. В послевоенные годы вступили в строй Владимирский тракторный завод (ВТЗ), Минский тракторный (МТЗ), Кишиневский, Павлодарский и другие заводы.

За последние годы в конструкции тракторов и их производстве произошли большие изменения. Наша промышленность создала и организовала производство свыше 20 новых моделей пахотных тракторов мощностью от 30 до 300 л. с. На смену тракторам СХТЗ, СТЗ-НАТИ и ДТ-54 пришли ДТ-75М, Т-150, Т-150К, К-701, вместо пропашных тракторов «Универсал», КДП-35 и МТЗ-2 созданы тракторы МТЗ-80, Т-70С и их модификации.

Средняя мощность двигателей выпускаемых тракторов возросла более чем в 4 раза, с 18,7 л. с. в 1928 г. до 76,0 л. с. в 1976 г.

Создание отечественной тракторной промышленности позволило ежегодно увеличивать производство тракторов, в результате парк тракторов в сельском хозяйстве возрос до 2 млн, 400 тыс. штук.

В десятой пятилетке сельское хозяйство получит более мощные современные тракторы.

Челябинский завод перешел на выпуск трактора Т-130 (вместо Т-100), а Харьковский завод начал выпускать колесный трактор Т-150К с двигателем мощностью 165 л. с. и гусеничный Т-150 с двигателем мощностью 150 л. с. Эти тракторы имеют многоступенчатые коробки передач с переключением на ходу и производительнее трактора Т-74 на различных работах в 1,2—1,8 раза.

Тракторные заводы в Волгограде и Павлодаре освоили производство тракторов ДТ 75М с двигателями мощностью 90 л. с, готовится к производству трактор мощностью 170 л. с.

Вместо тракторов МТЗ-50 Минский тракторный завод перешел на выпуск тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82.

Новый трактор «Кировец К-701» выпускает Ленинградский Кировский завод, а Кишиневский завод — трактор Т-70С.

В новых конструкциях тракторов предусматривается:

увеличение энергонасыщенности, то есть повышение мощности двигателей;

дальнейшее повышение рабочих скоростей движения до 9 — 15 км/ч, а транспортных — до 35—45 км/ч;

снижение расхода топлива за счет использования более экономичных двигателей;

повышение качества, надежности и долговечности;

дальнейшее снижение затрат труда и средств на техническое обслуживание;

унификация (взаимозаменяемость) узлов, механизмов и агрегатов;

дальнейшее улучшение условий труда тракториста.

Силовая передача трактора представляет собой группу механизмов, передающих крутящий момент от двигателя на ходовую часть.

Она состоит из муфты сцепления 2, соединительного вала 3, коробки передач 4, главной передачи 6 и конечных передач 17.

Ходовая часть служит для преобразования вращательного движения ведущих колес в поступательное движение трактора.

Механизм управления предназначен для изменения направления движения трактора, его торможения и остановки.

Рабочее оборудование трактора состоит из прицепного устройства, гидравлической навесной системы 9, вала отбора мощности 10, увеличителя сцепного веса, приводных шкивов.

К вспомогательному оборудованию относят кабину, сиденье, облицовку, приборы освещения и сигнализации, компрессоры, подогреватели и т. д.

Класс тяги — это тяговое усилие,  которое может развить трактор на стерне средней влажности при нормально" нии  (для гусеничных — 5, для колесных — 17—1«/о) хозяйственные тракторы  выпускаются  следующих  классов  тяги: 0,2; 0,6; 0,9; 1,4; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 тс (табл. 1).

Классификация тракторов

Для народного хозяйства нашей страны тракторы выпускаются сельскохозяйственные и промышленные,

Сельскохозяйственные тракторы подразделяются по следующим признакам.

1) По назначению:

общего назначения используются для выполнения пахоты, боронования, культивации, посева и других работ. К этим тракторам относятся Т-130, К-701, Т-150, Т-150К ДТ-75М (рис. 2);

универсально-пропашные применяются главным образом на междурядной обработке и уборке пропашных культур. К ним относятся Т-25А, Т-40, МТЗ-82, Т-70С.

Эти тракторы имеют узкие колеса или гусеницы, большой дорожный просвет и, как правило, переменную колею;

специальные тракторы — для работы на виноградных, чайных плантациях, в плодопитомниках и горной местности. К ним относятся тракторы Т-54В, ДТ-75Б, высоко-клиренсные модификации тракторов Т-25А и МТЗ-50;

2) по типу ходовой части:

колесные тракторы — Т-25А, Т-40, МТЗ-82, Т-150К К-701;

гусеничные Т-70С, ДТ-75М, Т-150, Т-130;

3) по типу остова тракторы подразделяются на рамные, полурамные и безрамные.

4) по  классу тяги.

Каждый класс содержит одну основную (базовую) модель трактора  и  несколько ее разновидностей-модификаций.

Следует отметить, что двигатель Д-21 самоходного шасси Т-16М отличается от двигателя Д-21А трактора Т-25А частотой вращения коленчатого вала и мощностью. Двигатели СМД-62 трактора Т-150К и СМД-64 комбайна «Колос» также отличаются от базовой модели СМД-60 частотой вращения коленчатого вала и мощностью. Двигатель ЯМЗ-240Б трактора К-701 отличается от двигателя ЯМЗ-238НБ трактора К-700 числом цилиндров частотой вращения коленчатого вала, мощностью и некоторыми другими конструктивными особенностями.

Общее устройство и принципы действия тракторных двигателей

Классификация тракторных двигателей

Двигателем называется машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу.

В тракторных двигателях эта работа совершается за счет тепловой энергии, которая выделяется в цилиндрах двигателя при сгорании в них топлива. Такие двигатели называются тепловыми двигателями внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются:

по способу воспламенения  горючей  смеси:

двигатели с воспламенением от электрической искры — карбюраторные двигатели;

с воспламенением от теплоты сжатия (самовоспламенением) — дизели;

по выполнению рабочего цикла:

четырехтактные, у которых полный цикл завершается за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала;

двухтактные, у которых полный цикл завершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала.

По числу цилиндров различают двигатели одноцилиндровые (ПД-10У), двухцилиндровые (Д-21), четырехцилиндровые (Д-37Е, АМ-41, Д-240), шестицилиндровые (АМ-01, СМД-60, СМД-62), двенадцатицилиндровые (ЯМЗ-240Б);

по расположению цилиндров бывают двигатели с однорядным и двухрядным (V-образные) расположением цилиндров;

по виду применяемого топлива бывают двигатели, работающие на жидком (бензин, дизельное топливо) и на газообразном топливе.

Кроме того, различают двигатели с водяным и воздушным охлаждением.

Основные  определения,  связанные с работой двигателя

В основу работы двигателя внутреннего сгорания положено свойство всех газов при нагревании расширяться. Возьмем закрытый с одной стороны цилиндр (рис. 3) и поместим в него поршень, который под действием своего веса сожмет воздух, находящийся в цилиндре. Если нагревать этот воздух, то он будет расширяться, в результате чего давление на поршень возрастет и поршень поднимется, совершая механическую работу. Для нагрева воздуха в цилиндре используется жидкое или газообразное топливо. Для сгорания топлива его смешивают с кислородом воздуха. Смесь, составленная из паров топлива и воздуха, называется горючей смесью.

При сгорании топлива выделяется тепло, под действием которого газы расширяются и давят на поршень, вставленный в цилиндр, заставляя его перемещаться. Поступательное движение поршня с помощью кривошипно-шатунного механизма превращается во вращательное движение коленчатого вала. С него крутящий момент передается через силовую передачу на ведущие колеса ходовой части. Поскольку поршень связан с коленчатым валом шатуном, то его движение вверх и вниз (рис. 4) ограничивается двумя крайними положениями, которые называются мертвыми точками. Крайнее положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси коленчатого вала двигателя является наибольшим, называется верхней мертвой точкой  (ВМТ). Положение поршня в цилиндре, при

Рис. 3.  Схема  преобразования  тепловой энергии в механическую работу:

Рис. 4.  Основные размеры поршневого двигателя внутреннего сгорания

а — сжатый в цилиндре воздух удерживает поршень с грузом; б — при нагревании давление воздуха повышается, расширяясь, воздух поднимает поршень с грузом и производит механическую работу; в—при сгорании в цилиндре рабочей смеси давление газов повышается значительно сильнее и они выталкивают поршень вместе с грузом котором расстояние его от оси коленчатого вала наименьшее, называется нижней мертвой точкой (НМТ).

Расстояние по оси цилиндра между ВМТ и НМТ называется ходом поршня S; он равен двум радиусам кривошипа коленчатого вала. При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на половину оборота, то есть на 180°. За один оборот коленчатого вала поршень делает два хода.

Объем Vh цилиндра, освобождаемый поршнем от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра; он выражается в см³ или в литрах.

В многоцилиндровых двигателях сумма объемов всех цилиндров, выраженная в литрах, называется литражом двигателя.

При положении поршня в ВМТ над ним остается пространство, называемое камерой сжатия или камерой сгорания, и обозначается Усж.

Сумма объемов камеры сжатия и рабочего объема цилиндров называется полным объемом цилиндра Va.

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия представляет собой степень сжатия:

Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха в цилиндре при сжатии их поршнем.

Для того чтобы двигатель работал, необходимо сначала цилиндр заполнить горючей смесью или воздухом (у дизеля). Этот процесс называется процессом наполнения или впуска. Затем воздух или смесь в цилиндре сжимают (процесс сжатия), и в сжатый сильно нагретый воздух впрыскивают топливо или смесь, воспламеняющуюся от электрической искры (у карбюраторного двигателя). После сгорания топлива расширяющиеся газы давят на поршень и, перемещая его, совершают механическую работу. Этот процесс называется рабочим ходом или процессом расширения. И наконец, необходимо удалить из цилиндра отработавшие газы (процесс выпуска).

Периодически повторяющийся в цилиндре комплекс процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение, выпуск), в результате которых тепловая энергия сгоревшего топлива превращается в механическую работу, называется рабочим циклом двигателя.

Часть рабочего цикла, которая происходит в цилиндре за один ход поршня, называют тактом.

Двигатель, в котором рабочий цикл совершается за два такта (один оборот коленчатого вала), называют двухтактным,

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня (такта) или два оборота коленчатого вала, называются четырехтактными.

Для поступления в цилиндр воздуха или горючей смеси и удаления отработавших газов в головке цилиндра имеются впускное и выпускное отверстия, которые в строго определенные моменты открываются и закрываются клапанами газораспределительного механизма.

Рабочий цикл четырехтактного одноцилиндрового дизеля

Такт впуска (рис. 5, а) Поршень движется от ВМТ к НМТ создавая разрежение в цилиндре над поршнем. Благодаря этому через открытый впускной клапан в цилиндр поступает чистый воздух, предварительно  очищенный  в  воздухоочистителе.

I и с. 5. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: — такт впуска; б —такт  сжатия; в — такт расширения; г — такт выпуска

Такт сжатия (рис. 5,6). Оба клапана впускной и выпускной закрыты. Поршень движется к ВМТ и сжимает в цилиндре воздух. Вследствие высокой степени сжатия у дизелей (е= 14—18) давление воздуха в конце такта сжатия достигает 35—40 кгс/см², а температура воздуха повышается до 500— 700°С. В конце такта сжатия, когда поршень подходит к ВМТ, в камеру сгорания через форсунку под высоким давлением (120—170 кгс/см²) впрыскивается топливо. Мелко распыленное топливо соприкасается с горячим воздухом и воспламеняется. Температура газов поднимается до 1600—2000°С, а давление в цилиндре — до 55—90 кгс/см².

Такт расширения (рис. 5, в). В начале этого такта происходит догорание топлива. Оба клапана закрыты. Поршень под давлением газов движется к НМТ и при помощи шатуна вращает коленчатый вал, совершая полезную работу. К концу рабочего хода давление снижается до 3—4 кгс/см², а температура газов —до 800—900°.

Такт выпуска (рис. 5, г). При такте выпуска открыт выпускной клапан и движущийся к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы в атмосферу. Затем цикл повторяется.

Особенности рабочего цикла карбюраторного четырехтактного двигателя

Отличительные особенности рабочего цикла карбюраторного двигателя следующие.При такте впуска в цилиндр двигателя засасывается горючая смесь, приготовленная в карбюраторе, а не чистый воздух как у дизеля.

При такте сжатия горючая смесь в карбюраторном двигателе сжимается до меньших (7—12 кгс/см²) давлений во избежание преждевременного воспламенения ее. Увеличивать степень сжатия в карбюраторном двигателе выше определенного значения нельзя, так как сгорание смеси будет происходить с большими скоростями типа взрыва. Это явление называется детонацией; она вызывает резкое увеличение нагрузок на детали, их повышенный износ и снижение мощности двигателя. Поэтому степень сжатия у карбюраторного двигателя находится в пределах е=4,5—9,0.

В отличие от дизеля, где топливо самовоспламеняется, в карбюраторном двигателе рабочую смесь воспламеняют электрической искрой, что вызывает необходимость иметь систему зажигания.

С увеличением степени сжатия повышаются мощность; и экономичность работы. Дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия и поэтому полезная работа у них больше, чем у карбюраторных. Для совершения одной и той же работы дизели расходуют на 25—30% меньше топлива, то есть i они экономичнее карбюраторных двигателей. Кроме того, дизели работают на более тяжелом и дешевом топливе, что определило их широкое распространение и установку на всех тракторах отечественного производства.

Рабочий цикл двухтактных двигателей

Двухтактные двигатели могут быть карбюраторными и дизелями. На тракторах наибольшее распространение получили одноцилиндровые двухтактные карбюраторные двигатели (ПД-10У, П-350), которые используются в качестве пусковых двигателей дизелей.

Рассмотрим рабочий цикл такого двигателя. В двухтактном двигателе нет клапанов. Впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов осуществляются через впускные, продувочные и выпускные окна, которые в определенные моменты открываются и закрываются поршнем при его перемещении в цилиндре.

Процессы рабочего цикла протекают не только в цилиндре над поршнем, но и в пространстве под поршнем — в кривошипной камере, для чего ее делают герметичной.

Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя изображена на рис. 6.

Рабочий цикл в двигателе происходит следующим образом.

I такт. Поршень 4 движется от НМТ к ВМТ и сжимает ранее поступившую в цилиндр смесь, то есть в цилиндре над поршнем происходит процесс сжатия; одновременно под поршнем, в кривошипной камере, движущийся вверх поршень создает разрежение и как только «юбка» поршня откроет впускное окно канала 9, горючая смесь из карбюратора 10 засасывается в кривошипную камеру.

При подходе поршня к ВМТ между электродами свечи проскакивает искра и воспламеняет смесь, находящуюся в цилиндре над поршнем.

II такт. Под действием расширяющихся газов поршень движется из ВМТ вниз, совершая полезную работу. Рабочий ход заканчивается тогда, когда поршень откроет выпускное окно канала 7 и отработавшие газы под давлением будут выбрасываться через выпускную трубу 8 в атмосферу. Одновременно движущийся вниз поршень сжимает горючую смесь под ним. И как только поршень откроет продувочное окно 3, сжатая смесь из кривошипной камеры через продувочное окно поступает в цилиндр двигателя, вытесняет отработавшие газы и заполняет цилиндр свежей смесью. Этот процесс называют продувкой цилиндра. Затем поршень идет вверх, закрывает продувочное и выпускное окно и начинает сжимать смесь в цилиндре, то есть рабочий процесс повторяется в той же последовательности.

Во время продувки цилиндра часть горючей смеси вылетает из него вместе с выхлопными газами, что увеличивает расход топлива двигателями.

В двухтактных дизелях продувка цилиндра осуществляется чистым воздухом, а топливо впрыскивается в цилиндр в конце сжатия и самовоспламеняется, поэтому двухтактные дизели экономичны и получили широкое распространение на автомобилях большой грузоподъемности. Кроме того, у двухтактного двигателя рабочий ход совершается при каждом обороте коленчатого вала и, следовательно, его мощность на 60—70% больше мощности четырехтактного двигателя такого же литража.

Многоцилиндровые  двигатели

В одноцилиндровом двигателе такт рабочего хода или расширения совершается один раз за два оборота коленчатого вала. Вследствие этого вал вращается неравномерно — то быстрее при рабочем ходе, то медленнее при остальных тактах. Для более равномерного вращения коленчатого вала на нем приходится укреплять большой и тяжелый маховик. Кроме того, одноцилиндровый двигатель не может развивать большой мощности.

Механизмы и системы двигателя

Работа двигателя характеризуется мощностью и расходом топлива.

При сгорании топлива внутри цилиндра расширяющиеся газы давят на поршень с определенной силой, которая передается через шатун на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент двигателя и совершая работу.

Работа, выполняемая в единицу времени, называется мощностью и измеряется лошадиными силами (л. с.) или киловаттами (кВт). Работа, совершаемая газами внутри цилиндра двигателя в единицу времени, называется индикаторной мощностью. Часть этой мощности расходуется в самом двигателе на трение деталей, а также на привод различных механизмов: топливного, масляного и водяного насосов, генератора, вентилятора и других механизмов.

Поэтому с коленчатого вала двигателя снимается мощность меньшая, чем индикаторная, на величину механических потерь в двигателе, которая называется эффективной  мощностью

Ne.

Ne=Ni — NMex,

где  Ni — индикаторная мощность;

NMex — мощность, затраченная на механические потери. Эффективная мощность определяется путем испытания (торможения) двигателей на стенде и подсчитывается по формуле:

Блок-картер  и  кривошипно-шатунный механизм.

Блок-картер двигателя является основной частью остова двигателя, на котором крепятся все узлы и механизмы двигателя.

У двигателя с рядным расположением цилиндров и водяным охлаждением блок-картер (рис. 8, а) представляет собой сложную коробчатую отливку из серого чугуна, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя уширенная — картер коленчатого вала. Горизонтальная перегородка 13 отделяет верхнюю часть, в которой циркулирует вода, от нижней, где при вращении коленчатого вала создается масляный туман.

В вертикальных расточках блока устанавливаются отлитые из легированного чугуна гильзы цилиндров 18 (на схеме четырехцилиндровый блок), уплотняемые в нижней перегородке 13 резиновым уплотнительным кольцом 15. В верхней части гильзы запрессовываются буртами в расточки 3 я 4 верхней плиты блока, при этом бурт верхнего установочного пояска 4 должен выступать над верхней плоскостью блока на 0,065—0,165 мм. Внутренняя поверхность гильз шлифуется. Между стенками гильз цилиндра и блока образуется  пространство, называемое водяной рубашкой охлаждения 8. На верхнюю обработанную поверхность блока на шпильках устанавливается головка блока, внутренняя полость которой соединяется отверстиями 5 с водяной рубашкой блока. Между головкой блока и блоком устанавливается металлоасбестовая прокладка.

В трех поперечных перегородках 2, а также в задней 9 и передней 17 стенках блока в нижней части предусмотрены так называемые постели 14 для коренных подшипников коленчатого вала, закрытые крышками 12, каждая из которых прикреплена к блоку двумя болтами. Постели коренных подшипников с крышками растачиваются с большой точностью, поэтому замена крышек не допускается.

Продольная вертикальная перегородка 1 разделяет водяную рубашку и камеру штанг газораспределительного механизма.

Под камерой штанг расточены отверстия 16 под подшипники распределительного вала.

К передней плоскости 17 блок-картера прикрепляются картер шестерен газораспределения, передняя опора крепления двигателя к раме и водяной насос. Задней опорой крепления двигателя является картер маховика, который центрируется с помощью штифтов и крепится болтами к задней стенке блок-картера. На боковых обработанных площадках крепятся различные узлы и механизмы двигателя.

У двигателей воздушного охлаждения Д-37Е (рис. 8, б) все детали располагаются на литом чугунном картере 20. Цилиндры двигателя 18 для интенсивного охлаждения отлиты ребристыми и крепятся к картеру при помощи шпилек 19, ввернутых в корпус картера. Для уплотнения между картером и каждым цилиндром установлены медные кольца.

У двигателей ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-238НБ, СМД-60 и СМД-62 блок-картер представляет собой чугунную отливку, объединяющую два блока цилиндров, расположенных V-образно под определенным углом (75° у двигателя ЯМЗ-240Б и до 90° — у двигателей СМД-60).

V-образное расположение цилиндров позволяет уменьшить длину двигателя и его вес.

В блок-картере двигателя СМД-60 (рис. 8, в) сделано шесть отверстий по три в ряду, в которые запрессовываются гильзы цилиндров. Все цилиндры объединены общей рубашкой 8.

На наружных боковых поверхностях блок-картера имеется ряд обработанных плоскостей для крепления узлов и агрегатов (рис. 9).

Над цилиндрами на обработанных плоскостях блока 2 установлены головки цилиндров 7, выполненные как одно целое с клапанной коробкой.

Над коленчатым валом, между цилиндрами, помещается распределительный вал 18.

Снизу картер закрыт поддоном.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Кривошипно-шатунный механизм двигателя СМД-60 (рис. 10) состоит из поршней 9 в комплекте с кольцами 16 и 17, шатунов 7 с втулками 8

Рис. 10. Кривошипно-шатунный механизм:

1 — шкив; 2, 21— гайки круглые; 3, 24 — маслоотражатели; 4 — шестерня привода маслонасоса; 5 — коленчатый вал; б —верхний вкладыш шатунного подшипника; 7 — шатун; S — бронзовая втулка; 9 — поршень; 10 — штифт; — кольцо стопорное; '2 — место маркировки пальца; 3 — палец поршневой; 14 — место маркировки Поршня; 15 — расширитель маслосъемного кольца; 16 — кольцо маслосъемное; 17 — Кольца Компрессионные; 18 — верхний вкладыш коренного подшипника; 19 — полукольцо упорного подшипника; 20— маховик; 22 — болт крепления фланца; 23 — фланец коленчатого вала; 25 — шестерня коленчатого вала; 2Ь — нижш.й вкладыш коренного подшипника; 27 — шплинт; 28 —? маслозаборная трубка; 29 — полость шатун-tv шеДКи; З0-пробка резьбовая; 31 — болт шатунный с шайбой; 32 ~ крышка шатуна; ДО —нижний вкладыш шатунного подшипника; 34— место маркировки вала; 35 — противовес передний и вкладышами 6, поршневых пальцев 13, коленчатого вала 5 с коренными подшипниками 18 и 26 и маховика 20.

Поршень передает давление газов через шатуны коленчатому валу двигателя.

В поршне различают три части: днище, уплотняющую (головку)  и направляющую части  («юбку»).

Днище поршня воспринимает давление газов и у дизелей имеет фасонную форму, которая зависит от способа смесеобразования, направления потока газов и расположения клапанов.

Внутри поршня имеются два прилива, называемые бобышками, в отверстия которых устанавливается палец 13, соединяющий поршень с шатуном. На выходе из отверстий бобышек выточены кольцевые канавки под стопорные кольца П.

На наружной поверхности поршня прорезаны канавки для установки в них компрессионных колец 17 и нижние канавки — для маслосъемных колец 16.

В канавках под маслосъемными кольцами сделаны сквозные отверстия для отвода масла, снимаемого кольцами с поверхности цилиндров в поддон картера двигателя.

Во время работы двигателя поршень нагревается, причем днище, и головка нагреваются и расширяются больше, чем направляющая часть — «юбка». Поэтому диаметр головки поршня делается меньшим, чем диаметр «юбки». Кроме того, цилиндр и поршень подбираются друг к другу в холодном состоянии с небольшим зазором.

Зазор предотвращает заедание нагретого поршня в цилиндре и способствует лучшей их смазке. С этой же целью направляющую часть поршня делают эллиптической формы, а на наружной поверхности в зоне расположения бобышек — вырезы прямоугольной формы, называемые холодильниками.

Зазор между цилиндром и «юбкой» поршня должен быть 0,16—0,22 мм, а при эллиптической «юбке» — 0,05—0,10 мм.

Для облегчения подбора поршней к цилиндрам при замене их сортируют на размерные группы Б, С, М. Метку размерной группы наносят на днище поршня и на торце верхнего буртика цилиндра. Поршень и цилиндр должны быть одной размерной группы.

Кроме того, поршни подбирают по весу; разница массы поршней допускается не более 7—10 г в комплекте для одного двигателя, а в сборе с шатунами— 15—17 г.

Поршневые кольца разделяются по назначению: на компрессионные 17 и маслосъемные 16 (рис. 10), изготовляются из легированного чугуна или стали.

Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и препятствуют прорыву газов из надпоршневого пространства в картер двигателя.

Маслосъемные кольца служат для снятия излишков масла со стенок цилиндров. Для этой цели маслосъемные кольца имеют сквозные прорези. Масло, снимаемое со стенок цилиндра, через прорези в кольцах и отверстия в канавках поршня поступает внутрь поршня, а далее стекает в картер.

Число колец на поршне главным образом зависит от типа двигателя и частоты вращения коленчатого вала. Обычно на тракторных дизелях устанавливают 3—4 компрессионных и 1—2 маслосъемных кольца.

В двигателе Д-240, Д-65Н, Д-37Е на поршне устанавливается по 4 маслосъемных кольца скребкового типа (по два в каждой канавке).

Верхнее компрессионное кольцо работает в условиях высоких температур и давлений. Для уменьшения износа его трущаяся поверхность покрывается слоем хрома.

Чтобы кольца можно было надеть на поршень, их делают разрезными. В свободном состоянии наружный диаметр кольца больше внутреннего диаметра цилиндра. Поэтому при установке кольца в цилиндр его нужно сжать. Разрез в кольце называют замком. Когда кольцо находится в цилиндре в рабочем состоянии, в замке должен быть зазор 0,45—0,65 мм, чтобы кольца при нагревании не заклинились.

Поршневые кольца должны свободно перемещаться в канавках под действием собственного веса, поэтому они устанавливаются с некоторым зазором по высоте между кольцами и канавкой. Для верхних колец этот зазор — 0,2—0,25, для нижних—0,08—0,12 мм.

Для предотвращения прорыва газов через замки их устанавливают на поршне под углом 90—180° относительно друг Друга.

В двухтактных пусковых двигателях (ПД-10У) кольца фиксируются в канавках стопорными винтами. Это предотвращает попадание замков в продувочные и выпускные окна и их поломку.

Замену колец производят при увеличении зазора в замке до 3—6 мм и по высоте до 0,5 мм.

Важнейшими признаками износа поршневых колец являются:

падение мощности двигателя; перерасход картерного масла; усиленное дымление сапуна.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Палец представляет собой полый стальной цилиндр 13 (рис. 10). Наружную поверхность его цементируют, затем подвергают закалке и шлифуют.

Палец устанавливается в бобышках поршня и от осевых перемещений (чтобы не касаться зеркала цилиндра) удерживается пружинящими стопорными кольцами 11, вставленными в выточки обеих бобышек.

На современных тракторных дизелях используются пальцы плавающего типа — это значит во время работы палец может проворачиваться (плавать), что способствует равномерному износу его поверхности. Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы палец 13 свободно входил во втулки 8 верхней головки шатуна с зазором 0,02—0,025, а в отверстия бобышек с небольшим натягом. При работе отверстия в бобышках расширяются больше, чем палец, и он начинает проворачиваться и в бобышках. При сборке поршень нагревается в масле до температуры 80—100°С, при этом палец должен легко вставляться в расширенные от нагрева отверстия бобышек.

По наружному диаметру пальцы сортируются на размерные группы. У двигателей Д-240, Д-65Н пальцы сортируются на две группы, которые маркируются черной и желтой красками. У двигателей СМД-60 и СМД-14 маркировка производится белой и желтой красками. Двигатель ЯМЗ-240Б имеет три размерные группы. Клеммы (Б, ББ, БББ) выбиваются на днище поршня и на пальце. Три размерные группы имеет и двигатель Д-21А.

Шатун и шатунные подшипники. Шатун 7 (см. рис. 10) представляет собой стальную фасонную поковку. Он соединяет поршень с коленчатым валом и передает усилия, действующие на поршень, коленчатому валу.

Шатун состоит из следующих частей: верхней головки, нижней головки и стержня шатуна. Стержень шатуна имеет двутав: ровое сечение, что обеспечивает достаточную жесткость и прочность при минимальном весе.

Нижнюю головку соединяют с шейкой коленчатого вала, для чего ее делают разъемной и закрывают крышкой. Исключение составляют пусковые двигатели ПД-10У и П-350, у которых нижняя головка шатуна неразъемная, а коленчатый вал делается разъемным.

Плоскость разъема может быть прямой — под углом 90° к оси шатуна (двигатели Д-240, СМД-14, Д-50, Д-21А) или косой — нижняя головка шатуна разрезана под углом к оси шатуна (двигатели ЯМЗ-240Б, СМД-60, Д-65, АМ-41, А-01М). Косой разъем позволяет вынимать и ставить шатун в сборе с поршнем через гильзу, не снимая коленчатого вала. В нижние головки шатунов устанавливают подшипники скольжения, представляющие собой тонкостенные вкладыши.

У пусковых двигателей ПД-10У и П-350 в нижней головке устанавливается игольчатый подшипник качения.

Верхняя головка шатуна неразъемная, и в нее запрессовывается бронзовая втулка 8, служащая подшипником для поршневого пальца. Смазка пальца во втулке осуществляется путем принудительной подачи масла от нижней головки по каналу в стержне шатуна  (двигатели АМ-41, СМД-60, А-01М).

У двигателей ЯМЗ-240Б, Д-240, Д-65, Д-21А палец смазывается через отверстие, которое имеется в верхней головке шатуна и втулке.

Коленчатый вал воспринимает передаваемые шатуном от поршней силы давления газов.

Эти силы создают крутящий момент двигателя. Вал штампуют из высокоуглеродистых сталей или отливают из легированного чугуна. Коленчатый вал имеет коренные и шатунные шейки, которые соединены щеками, носок (передняя часть) и хвостовик  (задняя часть).

Для уменьшения действия центробежных сил инерции на подшипники на щеках коленчатых валов некоторых двигателей имеются противовесы.

На переднем конце коленчатого вала закрепляются на шпон ках одна или две шестерни для привода масляного насоса и распределительная шестерня, маслоотражатель 3, шкив привода вентилятора 1 и храповик для прокручивания коленчатого вала рукояткой.                                                            , :

На хвостовиках у многих коленчатых валов имеются масло-сгонная резьба и фланец для крепления маховика 23.

У двигателя СМД-60 шестерня привода механизма газораспределения 25 устанавливается на заднем конце коленчатого вала.

Аналогичный привод имеет и привод газораспределения двигателя ЯМЗ-240Б.

У двигателей с рядным расположением цилиндров число шатунных шеек равно числу цилиндров, а у V-образных двигателей (ЯМЗ-240Б,... СМД-60 и др.) — шатунных шеек в 2 раза меньше числа цилиндров, так как на одной шатунной шейке крепят по два шатуна из правого и.левого рядов цилиндров.

Для подачи масла к коренным и шатунным подшипникам в коленчатом валу делают сверления, а шатунные шейки имеют полости 29 для центробежной очистки масла.

Полости закрываются пробками 30. При вращении коленчатого вала различные примеси, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отбрасываются и прилипают к внешней стороне полости, а очищенное масло с внутренней стороны полости по маслозаборной трубке 28 идет на смазку шатунной шейки и поршневого пальца, если в шатуне имеется канал для подвода масла к пальцу.

От осевых перемещений коленчатый вал фиксируется или упорным буртом и коренным подшипником, или ограничительными полукольцами 19  (см. рис.  10), изготовленными из антифрикционных материалов. Осевой разбег коленчатого вала допускается в пределах 0,13—0,34 мм.

Коренные подшипники могут быть двух видов: скольжения и качения.

Коренные подшипники качения применяются у одноцилиндровых двигателей (ПД-10У, П-350), имеющих двухопорные валы, и у двигателя ЯМЗ-240Б. Наружные кольца роликовых подшипников у двигателя ЯМЗ-240Б запрессованы в расточки блок картера и от осевых перемещений удерживаются стопорными кольцами.

Коренные подшипники скольжения, как и шатунные, представляют собой тонкостенные полуцилиндрической формы вкладыши 18 и 26 (см. рис. 10). Их изготовляют из стальной ленты толщиной 1—3 мм. Внутреннюю поверхность вкладышей покрывают тонким слоем (0,08—0,10 мм) антифрикционного сплава. В качестве антифрикционного сплава используют сплавы АО-20, АСМ, свинцовистую бронзу, баббиты и т. д.

Специальные выштампованные выступы вкладыша (усики) входят в углубления в шатуне и предотвращают осевое перемещение вкладышей относительно нижней головки шатуна.

Верхние вкладыши коренных подшипников имеют отверстия, которые при установке вкладышей в постели коренных подшипников совпадают с каналами в картере.

По этим каналам масло из главной магистрали подводится к подшипникам. Шейки коленчатых валов подвергают термической обработке и тщательно обрабатывают и шлифуют. Конусность и овальность новых шеек допускается до 0,01 мм.

Зазор в шатунных подшипниках в различных двигателях устанавливается в пределах 0,06—0,14 мм, а коренных — 0,07— 0,16 мм.

При овальности шеек более 0,15 мм и увеличении зазора в шатунных подшипниках до 0,4 мм, а коренных до 0,35 мм шейки перешлифовывают, а вкладыши устанавливают меньшего диаметра, то есть ремонтного размера.

Маховик предназначен для равномерного вращения коленчатого вала, выведения поршней из мертвых точек. Маховик 20 представляет собой массивную чугунную отливку. На обод маховика напресовывается стальной зубчатый венец для вращения коленчатого вала от пускового двигателя или стартера.

На передней плоскости маховика у двигателей АМ-41, СМД-60, СМД-14, А-01М предусмотрены сверления под щуп установки первого цилиндра в верхнюю мертвую точку; у двигателя Д-50, Д-240 отверстия сделаны не точно в ВМТ, а определяют момент впрыска топлива; на маховике двигателя ЯМЗ-240Б для этой цели имеются метки.

На двигателе ЯМЗ-240Б установлен также гаситель крутильных колебаний жидкостного типа, который снижает нагрузки на коленчатый вал от крутильных колебаний и инерционных сил.

Обслуживание кривошипно-шатунного механизма. Для обеспечения длительной работы двигателя:

периодически при техническом обслуживании № 3 (ТО-3) проверяют крепления коренных и шатунных подшипников, головки блока, очищают полости шатунных шеек коленчатого вала;

не допускают полной загрузки нового трактора без предварительной его обкатки;

включают трактор в работу только после прогрева двигателя до температуры охлаждающей воды -f 50°C;

не работают длительное время с перегрузкой и не допускают перегрева двигателя;

не работают длительное время на холостом ходу, так как это вызывает закоксовывание поршневых колец.

При падении мощности, сильном дымлении, падении давления масла в магистрали ниже 1,0 кгс/см², а также при появлении стуков и интенсивном выгорании картерного масла двигатель останавливают и выявляют причины появления неисправностей.