Картер, коленчатый вал, шатуны, поршни и цилиндры

Картер двигателя является основной силовой частью, несущей нагрузку от шатунно-кривошипного механизма и воспринимающей силу тяги винтов.

Картер двигателя состоит из шести основных частей:

картера редуктора;

передней крышки;

упорного подшипника коленчатого вала;

среднего картера (две части);

смесесборника;

задней крышки картера.

ЛОБОВАЯ ЧАСТЬ ДВИГАТЕЛЯ М-14П

ОПИСАНИЕ И РАБОТА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Лобовая часть двигателя состоит из редуктора (рис. 1), корпуса (10) (рис. 2) редуктора, в котором размещены вал (1) винта и планетарный механизм редуктора.

Редуктор двигателя служит для уменьшения частоты вращения вала воздушного винта по сравнению с частотой вращения коленчатого вала.

Получение заданной частоты вращения воздушного винта обеспечивается применением в кинематической цепи от коленчатого вала к валу винта планетарного механизма с цилиндрическими зубчатыми колесами (см. рис. 1).

Применение редуктора позволяет увеличивать мощность двигателя за счет увеличения частоты вращения коленчатого вала при сохранении небольших окружных скоростей лопастей винта. На взлетном режиме коленчатый вал развивает частоту вращения 2900 об/мин, в то время как воздушный винт делает 1908 об/мин.

При вращении коленчатого вала ведущий венец (17) (см. рис. 2) вращает сателлиты (15). Упираясь своими зубьями в зубья неподвижной шестерни (29) редуктора, сателлиты обкатываются вокруг нее и увлекают за собой вал винта в том же направлении, в котором вращается коленчатый вал.

Передаточное число редуктора двигателя М-14П - 0,658.

На корпусе редуктора установлен регулятор оборотов вала воздушного винта. Привод регулятора оборотов расположен на кронштейне передней крышки упорного подшипника коленчатого вала.



Кинематическая схема редуктора Рис. I

z₁- число зубьев ведущего венца

z₂- число зубьев сателлитов

z₃- число зубьев неподвижной шестерни редуктора

КОРПУС РЕДУКТОРА

Корпус (10) (см. рис. 2) редуктора обеспечивает размещение деталей редуктора, отлит из магниевого сплава Мл5 в виде усеченного конуса и крепится к среднему картеру двигателя задним фланцем с помощью шпилек, ввернутых в переднюю часть среднего картера.

Корпус редуктора воспринимает нагрузку, создаваемую винтом, и передает ее на узлы крепления картера и мотораму двигателя.

В передней части корпуса выполнена ступица с наружным фланцем, на котором имеются 14 бобышек с 13 ввернутыми шпильками и три фрезеровки под съемник передней крышки упорного подшипника. Девять шпилек служат для крепления крышки (6) радиального шарикоподшипника (8) вала (I) винта, а четыре - для крепления внутреннего кольца жалюзи капота двигателя.

В нижней бобышке просверлено сквозное наклонное отверстие, переходящее в открытый канал для слива масла из полости крышки радиального шарикоподшипника вала винта.

Спереди в расточку ступицы запрессована втулка (7) для установки шарикоподшипника вала винта, а на передний фланец корпуса установлена крышка (6) шарикоподшипника, центрирующий буртик которой одновременно служит передним упором шарикоподшипника.

Крышка (6) - стальная, имеет фланец с девятью отверстиями для крепления на шпильках корпуса и со стороны фланца кольцевую выточку. Между шарикоподшипником и центрирующим буртиком крышки установлен стальной маслоотражательный щиток (4), а между крышкой и корпусом - паронитовая прокладка. В центральную расточку крышки (6) установлена уплотнительная резиновая манжета (3).

В ступице корпуса концентрично гнезду под радиальный шарикоподшипник проточено отверстие , в которое запрессована стальная втулка (II). Внутренняя поверхность втулки является опорой маслоуплотнительных колец (32). Втулка фиксируется стопорным винтом (27), ввернутым в ступицу корпуса редуктора. Винт контрится пластинчатым замком.

В резьбовое отверстие ступицы корпуса редуктора ввернут жиклер для смазки радиального шарикоподшипника вала винта.

В средней внутренней части корпуса выполнены расточки и фланец с бобышками для установки и крепления ступицы (12) неподвижной шестерни редуктора. В каждую бобышку ввернута стальная футорка с внутренней резьбой. Ступица (12) крепится к фланцу корпуса болтами (13), ввернутыми в футорки.

В нижней части корпуса имеется фланец с центральным отверстием и четырьмя резьбовыми отверстиями, в которые ввернуты футорки для крепления сильфона. Силъфон служит для слива масла из корпуса редуктора через круговое центральное отверстие фланца в маслоотстойник.



Редуктор двигателя М-14П (продольный разрез) Рис. 2

Снаружи в верхнее левой части корпуса редуктора сделан прилив с обработанным фланцем, в котором просверлено сквозное отверстие и ввернуты две шпильки для крепления технологической заглушки (24) суфлера редуктора.

В корпусе выполнены два прилива, в которых просверлены отверстия, служащие каналами подвода масла из центральной магистрали двигателя к регулятору оборотов и от регулятора к воздушному винту.

Эти каналы соединяют два отверстия на фланце крепления регулятора оборотов с двумя соответствующими отверстиями во втулке маслоуплотнительных колец.

Канал, подводящий масло из центральной магистрали двигателя к регулятору оборотов, имеет бобышку с резьбовым отверстием, в которое ввернута стальная переходная втулка (22), зафиксированная от проворачивания стопором. В переходную втулку ввернут сетчатый фильтр (23) для очистки масла. Фильтр состоит из двух частей: корпуса фильтра и припаянной к нему сетки. Между корпусом фильтра и торцом переходной втулки установлена фибровая прокладка. Фильтр законтрен пружинным замком.

Канал подвода масла к регулятору оборотов винта соединен с дополнительным каналом, просверленным параллельно оси корпуса редуктора и далее через маслоперепускную втулку соединен со средней частью картера для смазки механизмов клапанных коробок цилиндров.

Задним цилиндрическим хвостовиком вал винта установлен во втулку носка передней части коленчатого вала, являющегося задней опорой вала винта.

На наружную цилиндрическую поверхность вала винта устанавливаются стальная втулка (2), маслоуплотнительная манжета (3), маслоотражательный щиток (4), радиальный шарикоподшипник (8), упорное кольцо (9) и распорная втулка (31). На распорную втулку монтируется втулка (II) маслоуплотнительных колец о кольцами (32).

На продольные шлицы вала винта устанавливается корпус (28) сателлитов. Три шлица вала винта имеют продольные канавки для подвода масла к пальцам сателлитов.

Все эти детали стягиваются гайкой (20) и контрятся замком, который крепится к гайке винтом (21).

На цилиндрических частях вала винта имеются два просверленных отверстия, служащие для перепуска масла во[втулку воздушного винта и обратно через регулятор оборотов в маслосистему двигателя.

Спереди во внутреннюю полость вала винта запрессована алюминиевая пробка (33), отверстие которой сообщается с отверстием вала винта. Это отверстие служит для подвода масла от регулятора оборотов к втулке воздушного винта. Продольный паз в задней части пробки сообщает внутреннюю полость вала винта о задней кольцевой полостью маслоуплотнительной втулки (II).

Совмещение маслоподводящих отверстий пробки и вала винта осуществляется по рискам. Три стопорных винта, проходящие через резьбовые отверстия в передней части вала винта и через отверстия в пробке, крепят пробку в строго фиксированном положении относительно вала.

С торца передней части пробки в расточку маслоподводящего отверстия запрессована стальная переходная втулка (34).

Маслоподводящая система редуктора позволяет работать воздушному винту только по одноканальной системе.

Внутренняя резьба пробки вала винта предназначена для присоединения маслопровода воздушного винта.

Распорная втулка (31) - стальная, внутренняя поверхность ее омеднена. Втулка имеет два маслоподводящих отверстия, на выходе которых на внутреннюю поверхность сделаны полукруглые углубления, компенсирующие частичное несовпадение отверстий вала винта и втулки» В задней части втулки имеется внутренний буртик со шлицами, служащими для фиксации ее на валу винта.

Втулка маслоуплотнительных колец - стальная, имеет плавающую посадку по распорной втулке и предназначена для перепуска масла к регулятору оборотов и воздушному винту через соответствующие масляные каналы вала винта и картера.

Две внутренние кольцевые канавки с двумя удлиненными отверстиями служат для пропуска масла, идущего к воздушному винту через регулятор оборотов и обратно.

По наружной поверхности втулки выполнены три кольцевые канавки для чугунных маслоуплотнительных колец. В каждую канавку ставится по два кольца.

Маслоуплотнительные кольца (32) опираются на внутреннюю поверхность стальной втулки, запрессованной в корпус редуктора.

Посадка маслоуплотнительной втулки во втулку носка картера свободная. Для обеспечения совпадения маслоподводящих отверстий втулка через имеющееся круглое отверстие фиксируется стопорным винтом (27), который ввертывается в резьбовое отверстие корпуса редуктора и контрится пластинчатым замком.

По внутренней рабочей поверхности втулка покрыта тонким слоем баббита.

Упорное кольцо ( 9 ) - стальное, о передней стороны, противоположной фаске, имеет четыре равномерно расположенных паза для прохождения смазки.

Радиальный шарикоподшипник (8) является передней опорой вала винта и воспринимает усилия воздушного винта, •

Маслоотражательный щиток (4) - стальной, предназначен для ограничения прохождения масла к маслоуплотнительной манжете (3) вала винта.

Уплотнительная манжета из армированной резины предназначена для уплотнения вала винта. Из полости крышки радиального шарикоподшипника и по отверстию в носке картера масло стекает в полость картера. Для предохранения выработки вала винта под рабочую кромку манжеты устанавливается стальная втулка (2).

Крышка (6) радиального шарикоподшипника установлена в переднюю выточку корпуса редуктора, крепится девятью шпильками и служит для поджатия шарикоподшипника к корпусу редуктора и восприятия осевой нагрузки воздушного винта.

ПЛАНЕТАРНЫЙ МЕХАНИЗМ РЕДУКТОРА

Планетарный механизм редуктора состоит из ведущего венца (17) на ступице (19), неподвижной шестерни (29) редуктора, шести сателлитов (15), установленных в корпусе (28) сателлитов на пальцах (16).

Ведущий венец имеет срезанный по высоте участок зубьев, который служит шлицами для соединения венца со ступицей, и две канавки под стопорные кольца.

Шлицевое соединение ведущего венца со ступицей имеет зазор между шлицами, что дает возможность ведущему венцу самоустанавливаться по зубьям сателлитов.

Ступица (19) ведущего венца изготовлена из высококачественной стали за одно целое со шлицевой втулкой с внутренними эвольвентными шлицами, которыми ступица устанавливается на носок передней части коленчатого вала. Для соединения с ведущим венцом на ступице выполнены наружные цементированные шлицы. Стопорные кольца (18) ведущего венца - стальные, прямоугольного сечения, устанавливаются в кольцевые канавки ведущего венца и служат для ограничения осевого перемещения венца в ступице.

Неподвижная шестерня (29) редуктора состоит из зубчатого колеса, ступицы (12) с внутренними эвольвентными шлицами и стопорного кольца (30).

Неподвижная шестерня редуктора изготовлена из высококачественной стали. Подрезанный по высоте участок зубьев зубчатого колеса служит для шлицевого соединения его со ступицей. Шлицевое соединение зубчатого колеса со ступицей имеет зазор между шлицами, что дает возможность самоустанавливаться по зубьям сателлитов.

Кольцевая выточка, выполненная на шлицах колеса, предназначена для установки стопорного кольца. Зубья колеса цементированы.

Ступица неподвижной шестерни - стальная, выполнена в виде диска с внутренними эвольвентными шлицами. На фланце ступицы на равных расстояниях расположены 15 отверстий для болтов (13) крепления ступицы к носку картера, а имеющиеся рядом с ними меньшие отверстия предназначены для усиков пластинчатых замков, контрящих болты.

Четыре отверстия на диске ступицы предназначены для суфлирования полостей носка картера и облегчения детали.

Стопорное упругое кольцо (30) - стальное, прямоугольного сечения, предназначено для ограничения продольного перемещения зубчатого колеса по ступице.

Сателлиты (15) редуктора представляют собой шестерни с цементированными зубьями и внутренним цилиндрическим отверстием, которое является опорной поверхностью для игольчатого подшипника. С обоих торцов сателлитов выполнены центрирующие кольцевые выточки под упорные шайбы.

Сателлиты вращаются на двухрядных игольчатых подшипниках, имевших по 33 ролика в каждом ряду. Ряды разделены между собой кольцом. При оборке подшипников ролики разбиваются на две группы с разностью диаметров роликов в группе не более 0,005 мм.

В одном подшипнике ставятся ролики только одной группы и перестановка отдельных роликов с одного подшипника в другой не допускается.

Пальцы (16) сателлитов ~ пустотелые, со сплошной задней стенкой, изготовлены из высококачественной стали и между собой взаимозаменяемы. Наружная цилиндрическая поверхность пальца - ступенчатая, трех разных диаметров для облегчения их монтажа и защиты от надиров во время перепрессовки.

Крайними омедненными шейками пальцы запрессовываются в соответствующие отверстия корпуса сателлитов, а на средней шейке пальца вращается сателлит.

Со стороны большой шейки палец имеет буртик, ограничивающий продольное перемещение пальца. На цилиндрические поверхности пальца выходят два отверстия. Отверстие с пазом предназначено для подвода масла в полость пальца, а другое отверстие, расположенное на средней части пальца, служит для подвода масла к игольчатому подшипнику сателлита. С торца пальца в специальную выточку запрессована алюминиевая пробка с резьбовым отверстием для съемника. От проворачивания и продольного перемещения во время работы палец предохраняется стопорной планкой (35), которая прижимается к подрезанному буртику пальца и крепится двумя винтами (14) к корпусу сателлитов. Винты контрятся проволокой.

Корпус (28) сателлитов изготовлен из стали и имеет форму шестигранной коробки со ступицей, выполненной совместно с одной боковой стенкой и шестью боковыми окнами под сателлит] и шестью отверстиями под пальцы сателлитов.

В промежуточных стойках между окнами просверлены отверстия для облегчения корпуса. В ступице выполнены прямоугольные шлицы для посадки корпуса сателлитов на вал винта. На концах шлицев со стороны сплошной стенки выполнены фрезеровки, а в стенке - шесть масляных каналов для подвода смазки к игольчатым подшипникам сателлитов. Для крепления контровочных планок пальцев сателлитов на сплошной боковой стенке имеется 12 резьбовых отверстий.

Привод регулятора оборотов (рис. 3) расположен на кронштейне передней крышки (3) упорного подшипника коленчатого вала.

На промежуточный валик (6) газораспределения и сегментную шпонку (10) установлено ведущее коническое зубчатое колесо (8) привода регулятора оборотов, изготовленное из цементируемой стали. Ведущее колесо входит в зацепление с ведомым зубчатым колесом (12) привода регулятора.

Ведомое зубчатое колесо изготовлено из цементируемой стали, переходит в пустотелый хвостовик с внутренними шлицами. Хвостовик вращается в вертикально расположенной втулке (13). От выпадания из втулки ведомое зубчатое колесо удерживается ведущим колесом (8) привода.

С одного конца муфта имеет внутренние шлицы, с которыми соединяется хвостовик (2) регулятора оборотов. Хвостовик муфты расположен в отверстии, имеющемся на площадке под регулятор оборотов на носке картера.

На наружной поверхности муфты расположен буртик, которым она упирается во внутренние шлицы колеса, удерживающие муфту от выпадения.

СИЛОВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЯ М-14П

ОПИСАНИЕ И РАБОТА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Силовая группа двигателя включает в себя переднюю крышку упорного шарикоподшипника коленчатого вала и средний картер двигателя, в котором размещены детали коленчатого вала и шатунного механизма.

Передняя крышка упорного шарикоподшипника коленчатого вала и средний картер воспринимают различные по величине и характеру силы, действующие на кривошипно-шатунный механизм в процессе работы двигателя.

Коленчатый вал совместно с шатунами преобразует работу поступательно движущихся поршней во вращательную энергию воздушного винта. Кроме того, он обеспечивает перемещение поршней в течение их нерабочих ходов, а также приводит в действие механизм газораспределения, нагнетатель и агрегаты, установленные на двигателе.

Передняя крышка (рис. I) отлита из магниевого сплава в виде усеченного конуса, большее основание которого переходит в кольцевой фланец с отверстиями под шпильки крепления крышки к среднему картеру. На фланце выполнены два буртика: передний буртик служит для центровки корпуса редуктора, а задний - для центровки крышки на передней части среднего картера.

В одно из отверстий фланца запрессована переходная втулка для подвода масла из корпуса редуктора к направляющим втулкам толкателей верхних цилиндров. В центре крышки выполнена ступица для запрессовки стальной обоймы под шарикоподшипник коленчатого вала. Обойма стопорится тремя стопорами. Спереди ступица имеет фланец со шпильками для крепления стальной шайбы шарикоподшипника. Задним упором шарикоподшипника служит буртик гнезда.

На передней части крышки сверху выполнен кронштейн, поддерживаемый двумя ребрами жесткости. В кронштейне расточено отверстие, в которое запрессована бронзовая втулка, служащая подшипником конического зубчатого колеса привода регулятора оборотов. Втулка от проворачивания закреплена стопором. Масло во втулку подводится из кармана в кронштейне через два просверленных канала.

На передней части крышки выполнен прилив с запрессованной стальной втулкой под шарикоподшипник промежуточного вала газораспределения. Втулка стопорится двумя стопорами.

Подковообразный прилив на задней части служит для установки зубчатых колес привода газораспределения. На фланец прилива крепится шпильками крышка привода газораспределения.

В конусообразной стенке передней крышки имеются три отверстия для суфлирования внутренних полостей картера и отверстие для слива масла из полости корпуса редуктора в средний картер.

Средний картер двигателя обеспечивает размещение деталей кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения и крепление на нем цилиндров.

Средний картер (рис. 2) состоит из двух частей: передней и задней, отштампованных из алюминиевого сплава и совместно механически обработанных.

Разъем картера проходит в плоскости осей цилиндров. Обе части среднего картера соединяются и взаимно центрируются девятью стяжными болтами, проходящими через отверстия в перемычках между фланцами для крепления цилиндров.

Восемь стяжных болтов взаимозаменяемы между собой. Девятый болт, устанавливаемый в нижнее отверстие картера, имеет измененную головку, меньшую толщину между центрирующими буртиками и большую длину, чем у остальных болтов.

На картере равномерно по окружности расположены девять фланцев с восемью шпильками на каждом для крепления цилиндров.

Средний картер имеет передний фланец со шпильками для крепления передней крышки и корпуса редуктора, а также задний фланец со шпильками для крепления смесесборника и два нижних фланца с двумя шпильками на каждом для крепления маслоотстойника.



Средний картер Рис. 2

В нижней части среднего картера имеются отверстия для установки масляного дефлектора. Дефлектор уменьшает барботаж масла, увлекаемого противовесами коленчатого вала, и улучшает сток масла в маслоотстойник.

Передняя часть среднего картера (рис. 3) спереди имеет кольцевой выступ с обработанным фланцем. На внешней стороне выступа расположены 18 фланцев с отверстиями для установки направляющих втулок толкателей.

8 отверстиях под направляющие втулки толкателей клапанов впуска цилиндров » I, 2, 8 и

9 и клапанов выпуска цилиндров № I, 2, 3, 8 и 9 просверлены каналы для подвода смазки к толкателям и имеются пазы для слива масла.

Ступенчатый масляный канал соединяет масляную магистраль с отверстием на фланце передней крышки.

Центральное отверстие в вертикальной стенке передней части среднего картера служит для запрессовки бронзовой обоймы переднего роликового подшипника коленчатого вала. Обойма стопорится тремя стопорами, запрессованными в центральную бобышку передней части среднего картера.

Роликоподшипник фиксируется от продольного перемещения спереди внутренним буртом обоймы картера, сзади - пружинным кольцом, установленным в выточке обоймы картера.

Кроме центрального, в вертикальной стенке выполнены еще четыре отверстия: три - для суфлирования и одно - для фиксации кулачковой шайбы при установке газораспределения.

Для слива масла в маслоотстойник в нижнем фланце передней части среднего картера выполнены два отверстия, выходящие в расточенное гнездо под масляный дефлектор.

Передняя часть среднего картера (см. рис. 3, вид сзади) имеет девять межфланцевых перемычек, в которых выполнены отверстия для стяжных болтов, и девять полуфланцев с четырьмя шпильками крепления цилиндров на каждом.

Задняя часть среднего картера (рис. 4) в вертикальной стенке имеет центральное отверстие для запрессовки бронзовой обоймы заднего роликового подшипника коленчатого вала и три суфлирующих отверстия. Стопорение обоймы и фиксация подшипника такие же, как в передней части среднего картера.

В нижней части заднего фланца в прямоугольном выступе расположены два отверстия. Одно служит для слива масла из задней крышки в картер и выходит в расточенное гнездо под масляный дефлектор, а другое (с маслоперепускной втулкой) - для откачки масла из маслоотстойника в маслобак. На фланце крепления маслоотстойника расположены отверстия: одно -для слива масла из картера, другое - для откачки масла из маслоотстойника.

Задняя часть среднего картера (как и передняя) имеет девять межфланцевых перемычек и девять полуфланцев с четырьмя шпильками для крепления цилиндров на каждом.