ЗСУ-23-4 «Шилка»

В состав двигателя входят кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения и механизм передачи (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Схема двигателя ГМ-575

Рис. 3. Схема цилиндра с поршнем

Кривошипно - шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала и состоит из картера, блока цилиндров, коленчатого вала и шатунно-поршневой группы.

Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов предназначен для впуска воздуха в цилиндры двигателя и для выпуска отработанных газов в определенные моменты поворота коленчатого вала. Размещен в головке блока цилиндров и состоит из распределительных валов впуска и выпуска, 12 клапанных механизмов впуска и 12 клапанных механизмов выпуска.

Механизм передач предназначен для передачи вращения от коленчатого вала двигателя к механизму газораспределения, к топливному, масляному и водяному насосам, к воздухораспределителю, к датчику тахометра, к топливоподкачивающему насосу. Состоит из валиков и шестерен, размещенных в передней части двигателя.

Принцип работы двигателя состоит в следующем. Основная часть двигателя – 6 цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива.

Внутри цилиндра под действием образующихся при сжигании  газов  движется  поршень.  Поршень  соединен  с  шатуном (пальцем), который поступательное движение поршня преобразует во вращательное движение коленчатого вала.

Рабочий цикл двигателя (рис. 4), повторяющийся через каждые два оборота коленчатого вала, состоит из 4-х последовательных тактов: впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

1 такт (впуск) - открывается впускной клапан, поршень движется вниз, засасывая при этом горючую смесь, состоящую из топлива и воздуха.

2 такт (сжатие) - впускной клапан закрывается, поршень движется вверх, сжимая горючую смесь, которая при сжатии нагревается.

3 такт (расширение или рабочий ход) - поршень достигает крайнего  верхнего  положения,  сжатая  смесь  воспламеняется, образуются раскаленные газы, и повышается давление, под действием которого поршень движется вниз и вращает коленчатый вал.

4 такт (выпуск) - открывается выпускной клапан, поршень движется вверх и вытесняет продукты горения в атмосферу.

Рис. 4. Рабочий цикл двигателя

В  дальнейшем  процесс  повторяется.  Поскольку  только один из четырех тактов является рабочим, для придания плавности вращения коленчатого вала в двигателе используется 6 цилиндров. Их рабочие такты смещены относительно друг друга. Порядок работы цилиндров следующий: 1 - 5 - 3 - 6 - 4 - 2.

Система питания топливом предназначена для очистки и подачи топлива в цилиндры двигателя.

Основные элементы системы питания топливом:

- передний (вместимостью 410 литров) и задний (110 л) топливные баки;

- фильтр грубой очистки;

- фильтр тонкой очистки;

- топливоподкачивающий насос;

- топливный насос высокого давления;

- 6 форсунок.

Применяемое топливо:

- дизельное летнее (ДЛ) - при температуре воздуха от +5°С и выше;

- дизельное зимнее (ДЗ) - при температуре от +5 до -30°С;

- дизельное арктическое (ДА) - при температуре от -30°С и ниже.

При работе двигателя топливоподкачивающий насос забирает топливо из бака через фильтр грубой очистки и подает его под давлением через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления. В нем топливо дозируется и под высоким давлением в нужный момент через форсунки впрыскивается в цилиндры двигателя, где происходит его самовоспламенение и полное сгорание.

Система  питания  воздухом  предназначена  для  очистки воздуха от пыли и подачи его в цилиндры двигателя.

Основным  элементом  системы  является  воздухоочиститель  с  двумя  ступенями  очистки  воздуха  -  инерционной          и фильтрующей.

При работе двигателя воздух через воздухозаборник поступает в воздухоочиститель. За счет разрежения, возникающего в цилиндрах при такте всасывания, воздух с большой скоростью входит в циклоны, проходит через специальные лопатки и приобретает вращательное движение. Частички пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам циклонов и подаются в пылесборник, откуда выбрасываются в атмосферу. После циклонов воздух последовательно проходит через три фильтрующие кассеты (с набивкой, смоченной в масле) и далее поступает в цилиндры двигателя.

В зимнее время осуществляется подогрев воздуха специальным радиатором, установленным перед воздухоочистителем и включенным в систему охлаждения двигателя. 

3. Назначение и устройство систем смазки, охлаждения и подогрева

Система смазки двигателя предназначена для подачи масла к трущимся деталям двигателя с целью уменьшения трения и износа деталей, а также для отвода от них тепла.

Состав: масляный бак, трехсекционный масляный насос, масляный фильтр, центробежный маслоочиститель, масляный радиатор, маслозакачивающий насос, манометр, термометр и трубопроводы (рис. 5).

Рис. 5. Система смазки двигателя

Емкость система смазки - 63 л, емкость масляного бака - 43л, минимально допустимое количество масла в баке - 18 л, применяемое масло - МТ-16П. Рекомендуемая рабочая температура - 70-90°, кратковременно максимально допустимая - 110°С.  Давление масла на входе в двигатель при 1600-1800 об/мин - 6-9 кгс/см2.

Из бака нагнетающая секция масляного насоса подает масло под давлением в масляный фильтр. Там масло очищается и поступает в крышку центрального подвода масла, откуда оно направляется ко всем трущимся деталям двигателя. После этого масло стекает в картер двигателя. Оттуда две откачивающие секции масляного насоса подают масло через масляный радиатор в бак. Часть масла подается к центробежному  маслоочистителю, откуда очищенное масло сливается в картер двигателя.

Перед пуском двигателя масло закачивающим насосом создается давление в системе не менее 3 кгс/см2  путем нажатия кнопки  НАСОС  МАСЛА  на  щитке  приборов  механика - водителя.

Система охлаждения двигателя предназначена для отвода тепла от деталей двигателя, соприкасающихся с горячими газами, и поддержания температуры этих деталей в допустимых пределах, а также для охлаждения силового редуктора, коробки передач и подогрева воздуха, подаваемого в двигатель.

Система охлаждения жидкостная, принудительная, закрытого типа.

В состав системы входят: водяной насос, водяной радиатор, расширительный бачок, коробка термостатов с четырьмя термостатами, эжектор, жалюзи, а также радиатор обогрева воздуха, поступающего в двигатель (рис. 6).

Для заправки системы применяются: при температуре +5°С  и выше - вода с трехкомпонентной присадкой, уменьшающей коррозию и снижающей образование накипи; при температуре ниже +5°С - низкозамерзающая охлаждающая жидкость марки М-40 (до -30°С) и М-65 (ниже -30°С). Заправочная вместимость системы - 72 л. Нормальная температура охлаждающей жидкости - 70-90°С, минимальная - 65°С, максимальная - 105°С.

Рис. 6. Система охлаждения двигателя

Водяной насос подает охлаждающую жидкость (ОЖ) в блок цилиндров, откуда она после охлаждения цилиндров поступает в головку блока.

Далее поток жидкости разветвляется на три параллельных потока.

1-й (основной) поток жидкости направляется по пути: головка блока - коробка термостатов - водяной насос - блок цилиндров (при температуре ОЖ ниже 70°С).

При нагреве ОЖ до температуры 70°С клапаны термостатов приоткрываются и жидкость, продолжая циркулировать по вышеуказанному пути, частично поступает в водяной радиатор, где охлаждается.

При дальнейшем нагреве ОЖ до 83°С клапаны термостатов открываются полностью, и жидкость циркулирует только через радиатор.

2-й поток жидкости: головка блока - силовой редуктор - коробка передач - водяной насос нагнетателя - котел подогревателя - картер двигателя - водяной насос - блок цилиндров.

3-й поток: головка блока - радиатор обогрева воздуха - водяной насос - блок цилиндров.

Эжектор создает поток воздуха для охлаждения водяного и масляного радиаторов за счет использования отработанных газов двигателя.

Жалюзи служат для регулирования воздушного потока, проходящего через масляный и водяной радиаторы при работающем двигателе.

Система подогрева служит для подготовки двигателя к запуску в зимнее время путем подогрева охлаждающей жидкости и масла, а также для подогрева редуктора и коробки передач.

Состоит из форсуночного подогревателя, нагнетателя, обогревателя, установленного внутри масляного бака, и трубопроводов. Система используется при температуре воздуха ниже +5°С и только на месте. При работе охлаждающая жидкость разогревается до температуры 80 - 90°С.

При работе подогревателя топливо через форсунку впрыскивается в камеру сгорания подогревателя. Здесь оно воспламеняется от двух свечей подогрева. За счет тепла, полученного при сгорании топлива, охлаждающая жидкость нагревается, а  водяной насос  нагнетателя направляет ее в блок цилиндров, редуктор и коробку передач. Газы, образующие при сгорании топлива, по патрубку поступают для разогрева масляного бака и заборного масляного трубопровода.

Тестовое задание