Двигатель ЯМЗ 236 - Технические параметры и конструкция основных узлов
Статья обновлена: 18.08.2025
Ярославский мотор ЯМЗ 236 – один из наиболее распространенных и надежных дизельных двигателей в истории отечественного автостроения. Установленный на грузовиках, спецтехнике и автобусах, он заслужил репутацию неприхотливого и долговечного агрегата.
Статья детально рассматривает ключевые технические параметры данного силового агрегата и конструкцию его важнейших систем. Понимание устройства узлов ЯМЗ 236 критически важно для грамотной эксплуатации, диагностики и ремонта.
Основные параметры: рабочий объем и степень сжатия
Рабочий объем двигателя ЯМЗ 236 составляет 11.15 литра (11150 см³). Этот показатель определяется как сумма рабочих объемов всех шести цилиндров силового агрегата. Значение напрямую влияет на мощностные характеристики и крутящий момент, формируя основу для тяговитости дизеля в транспортных средствах и спецтехнике.
Степень сжатия ЯМЗ 236 варьируется от 16.5 до 17.5 единиц в зависимости от модификации и экологических норм. Данный параметр критичен для эффективности сгорания топливно-воздушной смеси в условиях высокого давления, характерного для дизельных циклов. Оптимизированное значение обеспечивает стабильное воспламенение без калильного зажигания.
Технические особенности
Конструктивное исполнение цилиндропоршневой группы:
- Диаметр цилиндра: 130 мм
- Ход поршня: 140 мм
- Формула расчета рабочего объема: V = (π⋅D²⋅S⋅i)/4, где i=6 цилиндров
Влияние степени сжатия на эксплуатацию:
Низкое значение (≤16) | Снижение КПД, затрудненный холодный пуск |
Оптимальный диапазон (16.5-17.5) | Баланс топливной экономичности и нагрузок на ЦПГ |
Высокое значение (≥18) | Риск детонации, повышенные тепловые нагрузки |
Расчетная компрессия в цилиндрах достигает 30-35 атм благодаря точной обработке зеркала цилиндров и поршневым кольцам с оптимальным прилеганием. Это обеспечивает минимальные прорывы газов в картер двигателя при рабочих температурах.
Материал и конструкция блока цилиндров
Блок цилиндров двигателя ЯМЗ 236 выполнен методом литья из высокопрочного серого чугуна марки СЧ 35. Данный материал выбран благодаря оптимальному сочетанию прочностных характеристик, износостойкости и технологичности при массовом производстве. Чугунная конструкция обеспечивает высокую жесткость корпуса, необходимую для гашения вибраций V-образной схемы двигателя, и стабильность геометрии цилиндров в условиях тепловых нагрузок.
Особенностью конструкции является отсутствие съемных гильз – рабочие поверхности цилиндров растачиваются непосредственно в теле блока. Для повышения износостойкости зеркала цилиндров подвергаются хонингованию, создающему микрорельеф, удерживающий моторное масло. Система охлаждения интегрирована в литье: водяные рубашки окружают каждый цилиндр по всему периметру, обеспечивая равномерный теплоотвод. Нижняя часть блока усилена пятью поперечными перегородками с постелями коренных подшипников коленчатого вала.
Ключевые конструктивные элементы
Основные технологические особенности блока включают:
- V-образная компоновка под углом 90° с двумя рядами цилиндров
- Интегрированные масляные каналы системы смазки под давлением
- Обработанные посадочные плоскости для ГБЦ с болтовыми креплениями класса прочности 12.9
- Фрезерованные опорные поверхности для монтажа навесного оборудования
- Уплотнительные канавки под масляный поддон и задний лист
Сравнительные характеристики параметров:
Параметр | Значение |
---|---|
Межцентровое расстояние цилиндров | 135±0.05 мм |
Диаметр цилиндра (номинальный) | 130 мм |
Допустимое биение постелей коленвала | ≤ 0.02 мм |
Толщина стенок водяной рубашки | 6-8 мм |
Устройство гильз цилиндров сварного типа
Гильзы цилиндров двигателя ЯМЗ 236 изготавливаются из высокопрочного легированного чугуна методом электрошлаковой сварки. Эта технология обеспечивает монолитное соединение верхнего бурта (огневого пояса) с основной цилиндрической частью гильзы. Конструкция относится к сухому типу, что исключает прямой контакт гильзы с охлаждающей жидкостью в блоке цилиндров.
Огневой пояс выполняется из специального жаропрочного сплава, устойчивого к термическим напряжениям и агрессивной среде камеры сгорания. Сварное соединение гарантирует геометрическую стабильность и герметичность рабочей поверхности, критически важную для компрессии и эффективного отвода тепла через стенки блока.
Ключевые элементы и характеристики
Конструкция сварной гильзы включает следующие особенности:
- Верхний бурт – выступает на 0.08-0.12 мм над плоскостью блока для обеспечения герметичности при монтаже головки цилиндров.
- Посадочный пояс – точная наружная поверхность диаметром 150 мм, обеспечивающая плотную запрессовку в расточку блока.
- Внутренняя поверхность – хонингованная рабочая зона диаметром 130 мм с микрорельефом для удержания масляной пленки.
Эксплуатационные преимущества сварной технологии:
- Повышенная усталостная прочность в зоне максимальных тепловых нагрузок.
- Снижение риска коробления и трещин огневого пояса благодаря жаропрочному материалу.
- Возможность замены гильзы без расточки блока цилиндров при износе или повреждении.
Система охлаждения блок-картера рубашками
Конструкция блок-картера двигателя ЯМЗ 236 включает интегрированные рубашки охлаждения, окружающие цилиндры и критические зоны. Эти полости образуют замкнутые каналы, отлитые совместно с корпусом блока из высокопрочного чугуна. Рубашки обеспечивают непосредственный контакт охлаждающей жидкости с внешними стенками гильз цилиндров и перемычками между ними.
Жидкость поступает в рубашки через нижний распределительный канал блока после прохождения через водяной насос. Направление потока организовано снизу вверх для эффективного отвода тепла от наиболее нагретых участков – зон камер сгорания и выпускных клапанов. Теплообмен усиливается за счет турбулентного движения антифриза, создаваемого конструкцией каналов.
Ключевые элементы и особенности
- Зоны интенсивного охлаждения: Дополнительные каналы вокруг гильз цилиндров и «горячих точек» ГБЦ.
- Перепускные отверстия: Синхронизируют давление между рубашками блока и головки цилиндров.
- Дренажные пробки: Расположены в нижних точках блока для полного слива ОЖ.
- Система балансировки потока: Каналы переменного сечения компенсируют неравномерность нагрева.
Параметр | Характеристика |
---|---|
Толщина стенок рубашек | 5-7 мм (оптимизирована для теплоотвода и прочности) |
Материал блока | Специальный легированный чугун СЧ 35 |
Контроль качества | Гидравлическое тестирование под давлением 0.7 МПа |
Термообработанный блок картера исключает локальные перегревы за счет равномерного распределения ОЖ. Стыковочные плоскости рубашек с ГБЦ имеют фрезерованные канавки для медных уплотнительных колец, гарантирующих герметичность при температурных деформациях.
Головки цилиндров: схема размещения клапанов
Головки цилиндров двигателя ЯМЗ 236, выполненные из алюминиевого сплава, имеют индивидуальную конструкцию для каждого цилиндра. В каждой головке размещены четыре клапана: два впускных и два выпускных. Клапаны расположены в два параллельных ряда под углом к оси цилиндра, образуя V-образную схему. Впускные каналы размещены с внутренней стороны развала блока, а выпускные – с наружной, что оптимизирует газодинамику.
Тарелки впускных клапанов имеют больший диаметр (47.5 мм) по сравнению с выпускными (40 мм), что обеспечивает эффективное наполнение цилиндров воздухом. Клапаны приводятся в действие через коромысла от нижнего распределительного вала посредством штанг толкателей. Седла клапанов изготовлены из жаропрочного чугуна и запрессованы в головку, а направляющие втулки – из спеченного металлокерамического материала.
Ключевые особенности компоновки
Элемент | Характеристика |
---|---|
Схема расположения | V-образная, 4 клапана на цилиндр (2 впускных, 2 выпускных) |
Привод клапанов | Нижний распредвал → толкатели → штанги → коромысла |
Угол между клапанами | 50° (между осями впускного и выпускного рядов) |
Регулировка зазора | Винтами на коромыслах (холодный двигатель) |
Конструктивные детали:
- Впускные клапаны: сталь 40Х10С2М, диаметр тарелки 47.5 мм
- Выпускные клапаны: жаропрочная сталь 40Х9С2, диаметр тарелки 40 мм
- Направляющие втулки: металлокерамика с графитовой пропиткой
- Уплотнение: маслосъёмные колпачки на направляющих втулках
Компоновка камеры сгорания в поршне
Камера сгорания ЯМЗ 236 выполнена непосредственно в днище поршня, что характерно для вихрекамерных дизельных двигателей. Такая конструкция формирует интенсивное завихрение воздушного заряда при такте сжатия, обеспечивая качественное смесеобразование.
Основной объем камеры представляет собой тороидальную полость сложной геометрии, симметрично расположенную относительно оси поршня. Центральная часть днища имеет приподнятую зону, направляющую воздух к периферии камеры.
Ключевые элементы конструкции
- Форма полости: Тороидальный профиль с радиальными канавками, генерирующими направленные вихревые потоки
- Расположение: Строгая соосность с цилиндром для симметричного распространения пламени
- Объем камеры: Составляет 65-70% общего объема сжатия, оптимизируя тепловыделение
Параметр | Значение | Назначение |
---|---|---|
Глубина выемки | 12.7±0.1 мм | Формирование необходимой степени сжатия (16.5:1) |
Диаметр камеры | Ø110 мм | Обеспечение полного охвата факела впрыска |
Кромка вытеснителя | Острая кромка по периметру | Создание вторичных вихрей при подходе к ВМТ |
Специфическая конфигурация способствует многоступенчатому сгоранию: пиковая температура достигается в центральной зоне, а догорание происходит в периферийных областях. Это снижает жесткость работы двигателя при сохранении экономичности.
Конструкция коленчатого вала из стали 45
Коленчатый вал двигателя ЯМЗ 236 представляет собой цельнокованую конструкцию из углеродистой стали марки 45. Материал обеспечивает необходимую прочность, жесткость и износостойкость при работе под высокими циклическими нагрузками. Основные элементы вала – коренные и шатунные шейки, соединенные щеками, – образуют сложную пространственную форму, оптимизированную для восприятия крутящего момента и газовых сил.
Сталь 45 после ковки подвергается термической обработке: закалке с последующим высоким отпуском для получения структуры сорбита. Это гарантирует твердость поверхности шеек в пределах 57-62 HRC при вязкой сердцевине. Окончательная точность достигается шлифованием и полированием шеек, что снижает трение и повышает ресурс вкладышей подшипников скольжения.
Ключевые элементы и особенности
Конструктивные особенности вала:
- Расположение кривошипов: Смещены под углом 120° для равномерного чередования рабочих ходов в 6-цилиндровом V-образном двигателе.
- Противовесы: Интегрированы в щеки для компенсации центробежных сил и снижения вибраций.
- Система смазки: Сквозные каналы в шатунных и коренных шейках обеспечивают подачу масла к подшипникам. Герметизация торцов каналов выполнена резьбовыми заглушками.
Упрочнение и балансировка:
- Поверхностное упрочнение шеек – азотирование или токи высокой частоты (ТВЧ).
- Динамическая балансировка всего узла с маховиком и демпфером крутильных колебаний для исключения дисбаланса.
- Финишная обработка галтелей (переходов шеек в щеки) для предотвращения усталостных трещин.
Параметры шеек (типовые):
Тип шейки | Диаметр, мм | Длина, мм |
Коренная | 95-97 | 38 |
Шатунная | 85-87 | 48 |
Фланец на заднем конце вала служит для крепления маховика, а носок переднего конца – для установки шестерни привода ГРМ и шкива. Уплотнение концов вала обеспечивается сальниками, установленными в картере двигателя и корпусе КПП.
Расположение коренных и шатунных шеек
Коленчатый вал двигателя ЯМЗ 236 имеет шесть шатунных шеек и семь коренных шеек, расположенных в определенной геометрии для обеспечения равномерной работы V-образного 6-цилиндрового агрегата. Коренные шейки служат опорными точками вала в блоке цилиндров через коренные подшипники, фиксируя его положение и воспринимая основные радиальные нагрузки.
Шатунные шейки смещены относительно оси вращения коленвала и предназначены для соединения с шатунами поршневых групп. Конструктивно они расположены попарно под углом 120° друг к другу, что соответствует порядку работы цилиндров 1-4-2-5-3-6. Такое расположение обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов через каждые 120° поворота коленчатого вала.
Конструктивные особенности
- Коренные шейки размещены коаксиально относительно главной оси вращения коленвала
- Шатунные шейки смещены от центральной оси на радиус кривошипа (70 мм)
- Соседние шатунные шейки в ряду развернуты на 120°
Тип шейки | Количество | Диаметр (мм) | Расположение |
---|---|---|---|
Коренная | 7 | 85 | По центральной оси |
Шатунная | 6 | 75 | Со смещением 70 мм |
Щеки коленвала соединяют коренные и шатунные шейки, формируя кривошипно-шатунный механизм. Для балансировки агрегата на щеках выполнены противовесы, компенсирующие центробежные силы. Система масляных каналов в шейках обеспечивает подачу смазки к трущимся поверхностям подшипников.
Особенности шатунов с косым разъемом
Шатуны двигателя ЯМЗ 236 оснащены косым разъемом нижней головки, выполненным под углом 45° к продольной оси стержня. Такая конструкция позволяет увеличить диаметр шатунной шейки коленчатого вала без расширения межцилиндрового расстояния. Плоскость разъема проходит по диагонали, разделяя головку шатуна и съемную крышку.
Косой разъем обеспечивает повышенную жесткость соединения крышки с телом шатуна за счет увеличенной площади контактных поверхностей. Крышка фиксируется специальными болтами с контролируемым усилием затяжки, что исключает взаимное смещение деталей под нагрузкой. Точность прилегания поверхностей гарантируется шлифовкой и хонингованием после сборки.
Основные эксплуатационные преимущества
- Увеличенная опорная поверхность: расширенная зона контакта крышки и шатуна снижает удельные нагрузки на вкладыши
- Повышенная усталостная прочность: диагональный разъем оптимально распределяет циклические напряжения в зоне кривошипа
- Улучшенная смазка: больший диаметр шатунной шейки позволяет реализовать эффективную систему подачи масла
- Снижение вибраций: жесткое соединение минимизирует паразитные колебания при работе дизеля
Поршни из алюминиевого сплава: профиль юбки
Юбка поршня двигателя ЯМЗ 236 изготавливается из высокопрочного алюминиевого сплава, обеспечивающего оптимальное соотношение прочности и теплопроводности. Ее коническо-овальная форма является ключевой конструктивной особенностью, компенсирующей неравномерность температурного расширения при работе двигателя.
Профиль юбки имеет сложную геометрию: в поперечном сечении она выполнена овальной (эллиптической), а в продольном – конической, сужающейся к днищу поршня. Данная форма позволяет юбке сохранять стабильный зазор с зеркалом цилиндра при любых рабочих температурах, минимизируя стуки и риск задиров.
Конструктивные особенности и функции
Основные характеристики профиля юбки поршня ЯМЗ 236:
- Овальность (эллипсность): Максимальный диаметр расположен в зоне, перпендикулярной оси поршневого пальца, что предотвращает заклинивание при тепловом расширении в направлении наибольшей нагрузки.
- Конусность: Уменьшение диаметра юбки по направлению к днищу учитывает больший нагрев верхней части поршня и ее повышенное расширение.
- Терморегулирующие прорези: Вертикальные прорези на юбке улучшают податливость и дополнительно компенсируют тепловую деформацию.
- Антифрикционное покрытие: Наружная поверхность юбки имеет графитовое или оловянное покрытие для улучшения приработки и снижения трения на этапе обкатки.
Параметр | Значение/Характеристика | Назначение |
Материал | Алюминиевый сплав (АК4) | Легкость, теплоотвод, износостойкость |
Форма сечения | Овальная (эллиптическая) | Компенсация деформации под нагрузкой пальца |
Форма профиля (вид сбоку) | Коническая (сужение кверху) | Компенсация неравномерного нагрева по высоте |
Доп. элементы | Вертикальные компенсационные прорези | Повышение упругости, снижение шума |
Данная конструкция профиля юбки обеспечивает минимально необходимый и стабильный зазор с поверхностью цилиндра на всех режимах работы двигателя. Это критически важно для поддержания компрессии, предотвращения прорыва газов в картер и снижения расхода масла на угар.
При ремонте или замене поршней ЯМЗ 236 строго соблюдаются номинальные размеры юбки и ее овально-конический профиль, указанные в технической документации. Любое отклонение от заданной геометрии приводит к ускоренному износу, повышенному шуму и снижению ресурса двигателя.
Компрессионные и маслосъемные кольца
Компрессионные кольца в двигателе ЯМЗ 236 обеспечивают герметизацию камеры сгорания, предотвращая прорыв газов в картер. Верхнее кольцо выполняется из высокопрочного легированного чугуна с бочкообразной или трапециевидной рабочей поверхностью, покрытой молибденом или хромом для повышения износостойкости. Нижнее компрессионное кольцо имеет скос на внутренней кромке, что создает эффект скручивания при работе для улучшения приработки.
Маслосъемные кольца регулируют толщину масляной пленки на стенках цилиндра, препятствуя чрезмерному расходу масла. В ЯМЗ 236 применяется составная конструкция с двумя стальными разрезными кольцами и двухсекционным расширителем (осевой и радиальный пружины). Такая схема обеспечивает равномерное прилегание по окружности цилиндра даже при износе деталей.
Конструктивные особенности
Материалы и покрытия:
- Верхнее компрессионное кольцо: хромомолибденовый чугун с фосфатным покрытием
- Второе компрессионное кольцо: нирезист с канавкой для сбора масла
- Маслосъемное кольцо: хромированная сталь с пружинным экспандером
Параметр | Компрессионные кольца | Маслосъемное кольцо |
---|---|---|
Количество на поршне | 2 | 1 |
Радиальная толщина | 3.0 мм | 4.0 мм |
Зазор в замке (новые) | 0.3–0.6 мм | 0.3–0.6 мм |
Принцип работы маслосъемного узла: Две стальные кромки соскабливают излишки масла со стенок цилиндра, собранное масло отводится через дренажные отверстия в поршне. Пружинный экспандер поддерживает постоянное давление колец на стенки цилиндра независимо от температурных деформаций.
Привод ГРМ шестеренчатого типа
Привод газораспределительного механизма двигателя ЯМЗ 236 реализован исключительно шестеренчатой передачей, что обеспечивает высокую надежность и точность синхронизации коленчатого и распределительного валов. Передача крутящего момента осуществляется через прямозубые шестерни, изготовленные из высокопрочной стали с термообработкой рабочих поверхностей для повышения износостойкости.
Ведущая шестерня жестко зафиксирована на носке коленчатого вала и находится в постоянном зацеплении с промежуточной шестерней редуктора. Последняя передает вращение ведомой шестерне распределительного вала через отдельную промежуточную шестерню топливного насоса высокого давления (ТНВД), обеспечивая синхронную работу всех узлов.
Конструктивные особенности привода
- Прямозубое зацепление – минимизирует осевые нагрузки и снижает шумность работы.
- Трехступенчатая передача – включает шестерни коленвала, промежуточную, ТНВД и распредвала.
- Жесткая фиксация шестерен на валах шпонками и стопорными кольцами для исключения проворота.
Преимущества шестеренчатого привода
Надежность | Отсутствие растягивающихся элементов (цепи, ремни) |
Стабильность фаз ГРМ | Нет необходимости в натяжителях или замене в процессе эксплуатации |
Ресурс | Совпадает с межремонтным периодом двигателя (свыше 500 тыс. км) |
Монтажные метки на зубьях шестерен (нанесены заводом-изготовителем) позволяют точно совмещать положение валов при сборке. Для снижения вибраций и шума в зацеплении применены фланцевые демпферы на промежуточной шестерне, поглощающие резонансные колебания.
Распределительный вал нижнего расположения
Распределительный вал в двигателе ЯМЗ 236 размещён внутри блока цилиндров, параллельно коленчатому валу. Его положение ниже головки блока цилиндров является ключевой особенностью конструкции, характерной для многих дизельных двигателей тяжелой техники.
Вал приводится в движение напрямую от коленчатого вала через пару цилиндрических шестерён. Ведущая шестерня установлена на коленчатом валу, а ведомая – на переднем конце распределительного вала, что обеспечивает синхронную передачу вращения с точным угловым соответствием.
Конструкция и функционирование
Вал отлит из высокопрочного чугуна и имеет интегральные кулачки, количество которых соответствует числу клапанов двигателя. Каждый кулачок имеет тщательно рассчитанный профиль, определяющий:
- Момент открытия/закрытия клапана
- Высоту подъёма клапана
- Продолжительность фазы газораспределения
Кулачки воздействуют на толкатели, установленные в направляющих отверстиях блока. Толкатели передают усилие через стальные штифтовые штанги на коромысла, расположенные в головке блока цилиндров. Коромысла, в свою очередь, нажимают на стержни клапанов, открывая их.
Особенности и преимущества
Нижнее расположение вала обеспечивает:
- Повышенную жёсткость и устойчивость к крутильным колебаниям за счёт короткой кинематической цепи привода.
- Упрощение конструкции ГРМ – отсутствие ремня/цепи и натяжителей, характерных для верхнего расположения.
- Высокую надёжность и долговечность шестерёнчатой передачи в условиях высоких нагрузок.
- Облегчённое обслуживание и регулировку тепловых зазоров клапанов (через винты на коромыслах).
Технические параметры (ЯМЗ 236)
Количество опорных шеек | 7 |
Количество кулачков | 12 (по 2 на цилиндр) |
Привод | Пара шестерён с косыми зубьями |
Передаточное отношение | 2:1 (вращение коленвала к распредвалу) |
Материал | Легированный чугун |
Смазка | Под давлением от системы смазки двигателя |
Механизм привода клапанов толкателями
Привод клапанов двигателя ЯМЗ 236 реализован посредством стальных цилиндрических толкателей, передающих усилие от кулачков распределительного вала к штангам. Толкатели перемещаются в направляющих отверстиях блока цилиндров, обеспечивая точную кинематическую связь и минимальные боковые нагрузки. Нижняя рабочая поверхность толкателя имеет выпуклую сферическую форму для компенсации возможных перекосов при контакте с кулачком распредвала.
Верхняя часть толкателя оснащена сферическим углублением, в которое устанавливается закаленный наконечник штанги. Такая конструкция обеспечивает надежное сочленение и снижение износа за счет точечного контакта. Для регулировки тепловых зазоров в клапанном механизме используются регулировочные винты, расположенные в коромыслах, что позволяет точно задать необходимый люфт между кулачком и толкателем.
Ключевые элементы и их особенности
- Материал толкателей: Высокопрочная легированная сталь с поверхностной закалкой ТВЧ для износостойкости.
- Направляющие: Расточены непосредственно в блоке цилиндров, смазываются под давлением из общей системы.
- Штанги: Трубчатые стальные элементы с закаленными сферическими наконечниками на обоих концах.
- Компенсация нагрузок: Сферические поверхности толкателя предотвращают заклинивание при тепловом расширении.
Параметр | Значение |
---|---|
Диаметр толкателя | 25 мм |
Рабочий зазор (холодный двигатель) | 0.25-0.30 мм (впуск), 0.35-0.40 мм (выпуск) |
Система смазки | Комбинированная: подача под давлением + разбрызгивание |
Конструкция исключает необходимость промежуточных втулок – толкатели работают непосредственно в расточках блока, что повышает жесткость узла. Износ рабочих поверхностей компенсируется регулировкой винтов коромысел при техническом обслуживании. Важно: нарушение величины теплового зазора приводит к снижению мощности и ускоренному износу клапанов.
Пружины клапанов и сухари фиксации
Пружины клапанов в двигателе ЯМЗ 236 выполняют критическую функцию возвратно-поступательного движения клапанов, обеспечивая их плотное закрытие после действия кулачка распределительного вала. Они работают в условиях высоких температур и знакопеременных нагрузок, что требует особых характеристик материала и конструкции.
Надежное удержание клапана в направляющей втулке и передача усилия от пружины к стержню клапана осуществляется через тарелку пружины и сухари фиксации. Эти сухари представляют собой разъемные конические элементы, образующие единую втулку при установке в канавку на хвостовике клапана.
Устройство и особенности работы
Конструкция узла включает следующие ключевые элементы:
- Пружина клапана: Изготовлена из высоколегированной пружинной стали. На ЯМЗ 236 применяются цилиндрические винтовые пружины с постоянным шагом навивки. Устанавливаются с предварительным натягом.
- Тарелка пружины (опорная шайба): Стальной диск с коническим посадочным гнездом внутри. Передает усилие пружины на сухари и фиксирует их положение.
- Сухари фиксации (разрезные кольца, замки): Два идентичных полусферических элемента из высокопрочной стали. Имеют наружную коническую поверхность (сопрягается с гнездом тарелки) и внутренний буртик (входит в канавку на хвостовике клапана).
Принцип фиксации:
- Сухари в сомкнутом состоянии устанавливаются в кольцевую канавку на хвостовике клапана.
- Тарелка пружины своим коническим гнездом плотно охватывает наружную коническую поверхность сухарей.
- Усилие от сжатой пружины, передаваемое через тарелку, заставляет конические поверхности сухарей и тарелки взаимодействовать. Это создает радиальную составляющую силы, плотно прижимающую сухари к канавке на стержне клапана.
- Таким образом, клапан надежно удерживается в сборе с пружиной, но сохраняет возможность осевого перемещения при открытии кулачком.
Требования к узлу:
Элемент | Ключевые требования |
Пружина | Строго заданные усилие и длина под нагрузкой; высокая усталостная прочность; термостойкость. |
Сухари | Высокая твердость и износостойкость рабочих поверхностей; точное соответствие конусу тарелки и профилю канавки клапана; отсутствие дефектов. |
Тарелка пружины | Прочность; точность конического гнезда; плоская опорная поверхность для пружины. |
Канавка клапана | Четкий профиль без забоин; строгая перпендикулярность оси стержня. |
Важно: Износ, деформация или поломка сухарей, ослабление пружины или повреждение канавки на клапане приводят к неполному закрытию клапана (потеря компрессии, прогар) или полному срыву клапана в цилиндр (катастрофическое разрушение двигателя). Регулярный контроль состояния этих элементов обязателен при ТО.
Топливный насос ЯМЗ 236: тип и производительность
Топливный насос двигателя ЯМЗ 236 относится к категории рядных топливных насосов высокого давления (ТНВД) механического типа. Конструктивно он представляет собой шестисекционный агрегат, где каждая секция обслуживает один цилиндр двигателя. Основное назначение насоса – точная дозировка топлива и его подача под высоким давлением в форсунки в соответствии с рабочим циклом ДВС.
Производительность насоса обеспечивает подачу топлива в объеме 400–450 мм³ за цикл на один цилиндр при номинальной частоте вращения коленвала 2100 об/мин. Максимальное рабочее давление впрыска достигает 600–650 бар, что гарантирует эффективное распыливание солярки в камерах сгорания. Производительность регулируется центробежным всережимным регулятором для поддержания стабильной работы двигателя на всех оборотах.
Конструкция и ключевые узлы
Основные компоненты топливного насоса включают:
- Корпус – чугунная основа с каналами подвода/отвода топлива
- Плунжерные пары (6 шт.) – прецизионные элементы, создающие давление
- Кулачковый вал – преобразует вращение в возвратно-поступательное движение плунжеров
- Регулятор частоты вращения – корректирует подачу топлива в зависимости от нагрузки
- Топливоподкачивающий насос – шестеренчатого типа, обеспечивает первичную подачу топлива из бака
Параметр | Значение |
Тип ТНВД | Рядный шестиплунжерный |
Производительность | 400–450 мм³/цикл (на цилиндр) |
Рабочее давление | 600–650 бар |
Синхронизация | Шестеренчатый привод от коленвала |
Регулировка подачи | Центробежный всережимный регулятор |
Форсунки закрытого типа с распылителем
Форсунки двигателя ЯМЗ 236 относятся к закрытому типу с многодырчатым распылителем. Их ключевая особенность – наличие запорной иглы, перекрывающей топливные каналы распылителя под действием пружины, когда давление в топливной магистрали недостаточно для впрыска. Это предотвращает подтекание топлива в камеру сгорания в периоды между впрысками.
Основное назначение форсунки – точное дозирование топлива, его тонкое распыливание и равномерное распределение факела по объему камеры сгорания. От качества работы форсунки напрямую зависят мощностные и экономические показатели двигателя, а также уровень шума и токсичности выхлопных газов.
Устройство и работа распылителя
Сердце форсунки – прецизионная пара "корпус распылителя – игла". Эта пара изготавливается с высокой точностью и является неразборной. Принцип работы основан на гидравлике:
- Топливо под высоким давлением от ТНВД подается по топливопроводу в канал корпуса форсунки и далее в кольцевую полость над запорным конусом иглы.
- Когда давление топлива, действующее на верхний торец запорного конуса иглы, превышает усилие предварительно сжатой пружины форсунки, игла поднимается.
- Поднятие иглы открывает выходные сопловые отверстия распылителя.
- Топливо под высоким давлением впрыскивается в камеру сгорания через эти отверстия, образуя мелкодисперсный факел.
- Как только давление топлива падает (в конце подачи насосом), пружина мгновенно возвращает иглу на седло, герметично перекрывая сопловые отверстия и прекращая впрыск.
Ключевые особенности распылителя форсунки ЯМЗ 236:
- Многодырчатая конструкция: Распылитель имеет несколько калиброванных сопловых отверстий (обычно 4 или 5), расположенных симметрично.
- Запорный конус иглы: Нижняя часть иглы имеет коническую поверхность, которая при посадке на такое же коническое седло в корпусе распылителя обеспечивает герметичное запирание.
- Направляющая часть иглы: Обеспечивает точное осевое перемещение иглы без перекосов.
- Давление начала впрыска: Жестко задается усилием пружины форсунки и регулируется подбором регулировочных шайб или регулировочным винтом (в зависимости от модели форсунки).
Параметр | Значение для ЯМЗ 236 (типовое) |
---|---|
Тип форсунки | Закрытая, с многодырчатым распылителем |
Давление начала впрыска | 175 ± 5 кгс/см² (17,2 ± 0,5 МПа) |
Количество сопловых отверстий | 4 или 5 |
Диаметр сопловых отверстий | ~0.32 - 0.35 мм (точное значение зависит от модификации) |
Угол конуса факела | 140° - 160° |
Герметичность запорного конуса – критически важный параметр. Проверяется на стенде по отсутствию течи топлива через распылитель при давлении примерно на 15-20 кгс/см² ниже давления начала впрыска. Нарушение герметичности приводит к "подвпрыску", калильному зажиганию, повышенному расходу топлива, дымлению и нагарообразованию.
Система фильтрации топлива: трехступенчатая очистка
Трехступенчатая система очистки топлива двигателя ЯМЗ 236 обеспечивает защиту топливной аппаратуры от абразивного износа и отказов. Последовательная фильтрация удаляет механические примеси и воду на разных этапах подачи топлива к насосу высокого давления.
Каждая ступень специализируется на задержании загрязнений определенного размера, что гарантирует соответствие топлива требованиям к чистоте для дизельных систем Common Rail. Отказ любого фильтрующего элемента приводит к нарушению работы форсунок и ТНВД.
Конструкция и функции ступеней
Ступень | Компонент | Параметры очистки |
---|---|---|
Первая (грубая) | Сетчатый фильтр топливозаборника в баке | Задерживает частицы >100 мкм (ржавчина, песок) |
Вторая (основная) | Фильтр-сепаратор с отстойником |
|
Третья (тонкая) | Картриджный фильтр перед ТНВД | Фильтрация до 5-10 мкм (финальная защита плунжерных пар) |
Фильтрующие элементы всех ступеней имеют регламентные сроки замены: сепаратор – каждые 15 000 км, тонкий фильтр – каждые 30 000 км. Сигналом для внеплановой замены служит падение мощности двигателя или затрудненный пуск.
Масляная система: схема циркуляции смазки
Циркуляция масла в двигателе ЯМЗ 236 осуществляется под давлением по комбинированной схеме: к наиболее нагруженным деталям подача организована принудительно, остальные узлы смазываются разбрызгиванием. Основой системы служит шестеренчатый масляный насос с редукционным клапаном, расположенный в передней части блока цилиндров и приводимый от коленчатого вала.
Тракт циркуляции начинается с забора масла из поддона через маслоприемник с сетчатым фильтром грубой очистки. Далее жидкость последовательно проходит через:
- Насос – создает давление 0.4-0.55 МПа (на прогретом двигателе)
- Полнопоточный фильтр – бумажный элемент со сменным картриджем
- Магистральную галерею – продольный канал в блоке цилиндров
Распределение потока
Из главной магистрали масло подается по каналам к:
- Коренным подшипникам коленвала – через отверстия в шейках
- Шатунным вкладышам – по каналам в коленвале от коренных шеек
- Распределительному валу – на все опорные шейки
- Турбокомпрессору – по отдельной трубке
Клапанному механизму и поршневым пальцам смазка поступает разбрызгиванием через отверстия в нижних головках шатунов. Избыточное давление сбрасывается через редукционный клапан в картер.
Узел | Тип смазки | Давление (МПа) |
Коренные подшипники | Принудительная | 0.25-0.55 |
Шатунные вкладыши | Принудительная | 0.15-0.40 |
Распредвал | Принудительная | 0.10-0.30 |
Поршневые пальцы | Разбрызгивание | - |
Охлажденное масло возвращается в поддон после прохождения через радиатор (при температуре выше 105°C). Датчики давления и температуры контролируют параметры системы, сигнализируя о критических отклонениях.
Масляный насос шестеренчатой конструкции
Масляный насос двигателя ЯМЗ 236 выполнен по шестеренчатой схеме с внешним зацеплением и размещается в передней части блока цилиндров. Он приводится во вращение непосредственно от коленчатого вала через шестерни распределительных механизмов. Основная функция насоса – обеспечение непрерывной циркуляции моторного масла под необходимым давлением по всем каналам системы смазки для подачи к трущимся поверхностям деталей, охлаждения и удаления продуктов износа.
Конструктивно насос объединен в едином корпусе с редукционным клапаном, регулирующим давление в системе. Корпус отлит из алюминиевого сплава, что обеспечивает легкость и эффективный отвод тепла. Ведущая шестерня жестко фиксируется на валу привода, а ведомая шестерня свободно вращается на оси, запрессованной в корпус. Такая компоновка гарантирует надежную работу при высоких оборотах и вязкости масла.
Устройство и ключевые элементы
Основные компоненты масляного насоса включают:
- Корпус с точными расточками под шестерни и каналами для всасывания/нагнетания масла.
- Ведущая шестерня (стальная), соединенная с приводным валом.
- Ведомая шестерня (стальная), находящаяся в постоянном зацеплении с ведущей.
- Редукционный клапан с пружиной регулировки давления, встроенный в крышку насоса.
- Приемный патрубок с сетчатым фильтром грубой очистки (маслозаборник).
Принцип работы основан на создании разрежения во всасывающей полости при расхождении зубьев шестерен. Масло захватывается зубьями, переносится вдоль стенок корпуса и выталкивается в нагнетательный канал при их повторном зацеплении. Редукционный клапан срабатывает при превышении номинального давления, стравливая излишки масла обратно во впускную полость или картер.
Рабочее давление в системе | 0.4–0.55 МПа (на прогретом двигателе) |
Производительность | До 75 л/мин при номинальных оборотах |
Привод | Прямой от коленвала через шестерни |
Регулировка давления | Пружинным редукционным клапаном в крышке насоса |
Критически важны точные зазоры между шестернями и корпусом (0.10–0.15 мм), а также торцевые зазоры шестерен (0.03–0.09 мм). Превышение этих значений ведет к падению давления и недостаточной смазке двигателя. Для уплотнения вала привода используется сальник, предотвращающий утечки масла из корпуса.
Охладитель масла трубчатого типа в блоке
Трубчатый масляный охладитель двигателя ЯМЗ 236 интегрирован непосредственно в блок цилиндров с правой стороны по ходу движения. Такое расположение обеспечивает компактность конструкции и эффективный теплообмен за счет постоянного контакта с циркулирующей охлаждающей жидкостью системы двигателя.
Основной элемент охладителя – пакет тонкостенных металлических трубок, соединенных сваркой с двумя распределительными камерами. Масло поступает в верхнюю камеру, распределяется по трубкам, отдает тепло стенкам трубок и охлаждающей жидкости, омывающей их снаружи, после чего собирается в нижней камере и направляется в масляную магистраль.
Ключевые особенности и параметры
- Тип теплообмена: "Масло-жидкость" (охлаждающая жидкость двигателя)
- Материал трубок: Медно-цинковый сплав (латунь) для высокой теплопроводности
- Гидравлическое сопротивление: Минимизировано за счет увеличенного сечения трубок
- Рабочее давление масла: До 0.8 МПа в штатном режиме
- Температурный диапазон: Поддержание температуры масла в пределах 85-105°С
Конструктивные преимущества: Отсутствие наружных магистралей снижает риск повреждений и утечек. Трубчатая схема менее чувствительна к загрязнениям по сравнению с пластинчатыми аналогами. Герметичность системы обеспечивается уплотнительными прокладками между блоком и крышками камер.
Параметр | Значение |
Количество трубок в пакете | 26-32 шт |
Диаметр одной трубки | 8-10 мм |
Площадь теплообмена | ≈0.35 м² |
Регламент обслуживания | Промывка при замене масла |
Эксплуатационные требования: Обязательна промывка системы охлаждения для предотвращения образования накипи на внешних стенках трубок. Механические повреждения или коррозия трубок приводят к смешиванию масла и антифриза, что требует замены охладителя в сборе.
Полнопоточный масляный фильтр со сменным элементом
Данный фильтр обеспечивает непрерывную очистку всего объема моторного масла, циркулирующего в системе смазки двигателя ЯМЗ 236. Он установлен на корпусе масляного насоса и работает под давлением, создаваемым насосом. Основная функция – улавливание механических примесей (продуктов износа, нагара, абразивных частиц), предотвращающих их попадание в трущиеся пары.
Конструкция включает литой металлический корпус с входными и выходными каналами, внутри которого размещен сменный фильтрующий элемент. Корпус оснащен перепускным клапаном, срабатывающим при критическом загрязнении элемента или повышении вязкости масла в условиях низких температур. Это гарантирует непрерывную подачу смазки к узлам двигателя даже при ограниченной пропускной способности фильтра.
Устройство и ключевые компоненты
- Корпус фильтра: Алюминиевый или стальной штампованный кожух с резьбовым штуцером для крепления и уплотнительной прокладкой.
- Фильтрующий элемент: Бумажный шторный картридж со специальной пропиткой, устойчивой к маслу и температуре. Имеет гофрированную структуру для увеличения площади фильтрации.
- Перепускной клапан: Пружинный клапан в корпусе, открывающийся при перепаде давления 0.15-0.25 МПа, направляющий масло в обход элемента.
- Противодренажный клапан (в некоторых моделях): Резиновый лепестковый клапан в крышке элемента, препятствующий стеканию масла из корпуса при остановке двигателя.
Параметр | Характеристика для ЯМЗ 236 |
Тонкость фильтрации | 25-30 микрон (номинальная) |
Рабочее давление | До 0.6 МПа |
Ресурс элемента | Соответствует межсервисному интервалу (указывается в руководстве) |
Обслуживание заключается в регулярной замене фильтрующего элемента (совместно с моторным маслом). При установке нового картриджа критически важно соблюдать чистоту посадочных поверхностей и равномерно затягивать корпус для предотвращения утечек. Использование неоригинальных или некачественных элементов может привести к снижению эффективности очистки и ускоренному износу двигателя.
Жидкостная система охлаждения: термосифонный принцип
На двигателях ЯМЗ 236 применяется комбинированная система охлаждения, сочетающая термосифонный и принудительный принципы циркуляции охлаждающей жидкости. Термосифонный принцип реализуется на начальном этапе прогрева двигателя и при работе на малых нагрузках/оборотах, когда центробежный насос (помпа) еще не обеспечивает эффективной циркуляции или его производительность избыточна для данных условий.
Суть термосифонного принципа заключается в естественной циркуляции жидкости, возникающей за счет разницы плотности нагретой и холодной охлаждающей жидкости. Нагретая в рубашках охлаждения блока цилиндров и головок жидкость становится менее плотной и поднимается вверх, поступая в верхний коллектор радиатора. Охлажденная в радиаторе жидкость, обладая большей плотностью, опускается вниз и через нижний патрубок поступает обратно в водяной насос или непосредственно в рубашку охлаждения.
Реализация и компоненты термосифонного контура на ЯМЗ 236
Ключевые элементы системы, задействованные в термосифонной циркуляции:
- Рубашка охлаждения блока цилиндров и головок блока (ГБЦ): Зона нагрева жидкости.
- Верхний патрубок и термостат: Нагретая жидкость из ГБЦ поступает через верхний патрубок к корпусу термостата.
- Верхний бачок радиатора: Точка входа нагретой жидкости в радиатор (при открытом термостате).
- Сердечник (теплообменник) радиатора: Зона охлаждения жидкости потоком набегающего воздуха.
- Нижний бачок радиатора: Точка сбора охлажденной жидкости.
- Нижний патрубок: Соединяет нижний бачок радиатора с входом водяного насоса.
Роль термостата: На холодном двигателе основной термостат закрыт, направляя жидкость по малому кругу (минуя радиатор) для быстрого прогрева. По мере нагрева термостат начинает открываться, позволяя части нагретой жидкости поступать в верхний бачок радиатора, инициируя термосифонную циркуляцию через радиатор. Полностью открытый термостат обеспечивает основной поток через радиатор.
Принцип циркуляции | Движущая сила | Основной режим работы | Особенности на ЯМЗ 236 |
---|---|---|---|
Термосифонный | Разница плотности нагретой и охлажденной жидкости (естественная конвекция) | Прогрев, малые нагрузки/обороты | Дополняет принудительную систему, улучшая температурную стабильность на малых режимах |
Принудительный | Центробежный насос (помпа) | Номинальные и высокие нагрузки/обороты | Основной режим циркуляции при рабочей температуре |
Преимущества термосифонного принципа в комбинированной системе: Он обеспечивает более плавный и равномерный прогрев двигателя, предотвращает локальные перегревы в зонах слабой циркуляции при работе помпы на малых оборотах, способствует стабилизации теплового режима на холостом ходу и малых нагрузках, повышая общую надежность системы охлаждения.
Центробежный водяной насос: характеристики производительности
Центробежный насос системы охлаждения двигателя ЯМЗ 236 обеспечивает циркуляцию антифриза по малому и большому кругам. Его ключевая задача – поддержание стабильного теплового режима силового агрегата под нагрузкой.
Конструктивно насос объединен с вентилятором в единый узел, крепящийся к передней части блока цилиндров. Привод осуществляется клиновым ремнем от шкива коленчатого вала, обеспечивая синхронную работу с оборотами двигателя.
Рабочие параметры и конструктивные особенности
Основные характеристики производительности насоса ЯМЗ 236:
- Расход жидкости: 160–180 л/мин при номинальных оборотах двигателя (2100 об/мин)
- Создаваемое давление: 0.8–1.2 бар (обеспечивает преодоление гидравлического сопротивления системы)
- Рабочая температура жидкости: до +110°С
- Привод: Ременной (передаточное отношение шкивов ~1.2:1)
Устройство насоса включает:
- Корпус из алюминиевого сплава с каналами подвода/отвода антифриза.
- Вал на подшипниках качения с самоустанавливающимся двухрядным уплотнением (сальник) для предотвращения утечек.
- Крыльчатка центробежного типа с радиальными лопатками, отлитая из чугуна или композитного материала.
- Струйное уплотнение с дренажным отверстием для контроля исправности сальника.
Критерии эффективности работы:
Параметр | Оптимальное значение | Последствия отклонений |
---|---|---|
Зазор подшипников | 0.02–0.08 мм | Шум, вибрация, разрушение вала |
Биение вала | < 0.1 мм | Ускоренный износ сальника, течь |
Сопротивление вращению | 0.3–0.8 Н·м | Перегрев подшипников, заклинивание |
Термостат с твердым наполнителем: температуры срабатывания
Термостат в системе охлаждения ЯМЗ 236 регулирует циркуляцию охлаждающей жидкости, обеспечивая быстрый прогрев двигателя после запуска и поддержание оптимального температурного режима при эксплуатации. Принцип его действия основан на изменении объема твердого термочувствительного наполнителя (обычно церезина) внутри медного баллона при нагреве.
При низкой температуре наполнитель сжат, основной клапан термостата закрыт – жидкость циркулирует по малому кругу (через рубашку двигателя и отопитель). При достижении пороговой температуры наполнитель расширяется, воздействуя на шток клапана, что обеспечивает его плавное открытие и перенаправление потока через радиатор.
Ключевые температурные параметры
Для корректной работы двигателя ЯМЗ 236 термостат должен срабатывать в строго определенном диапазоне:
Состояние клапана | Температура срабатывания (°C) | Ход клапана (мм) |
---|---|---|
Начало открытия | 80 ± 2 | - |
Полное открытие | 95 | ≥ 10 |
Важные особенности контроля:
- Проверка термостата осуществляется погружением в воду с контролем термометром: клапан должен начинать открываться при 78–82°C и полностью открыться к 95°C.
- Несоответствие указанным температурам (слишком раннее/позднее открытие) приводит к перегреву или недогреву двигателя, повышенному износу и росту расхода топлива.
- Ход клапана при полном открытии должен составлять не менее 10 мм для гарантии достаточной пропускной способности системы охлаждения под нагрузкой.
Воздушная система: инерционно-масляный фильтр
Инерционно-масляный фильтр (воздухоочиститель) двигателя ЯМЗ-236 выполняет двухступенчатую очистку поступающего воздуха. Первая ступень использует инерционный принцип сепарации крупных частиц за счет резкого изменения направления потока воздуха в корпусе фильтра. Вторая ступень обеспечивает тонкую очистку при прохождении воздуха через масляную ванну и смоченную маслом набивку из капроновой нити или металлической сетки.
Основными компонентами узла являются литой корпус с масляной ванной в нижней части, центробежный уловитель (ротор) с направляющими лопатками, фильтрующий элемент из кассеты с капроновой нитью или сетчатой набивки, а также крышка с уплотнителем. Масло в ванне служит для улавливания пыли и создания барьера для мелких частиц при прохождении воздушного потока через смоченную набивку.
Принцип работы и обслуживание
Воздух поступает через патрубок в корпус фильтра, где под действием лопаток центробежного уловителя приобретает вращательное движение. Под действием центробежной силы крупные частицы пыли отбрасываются к стенкам корпуса и оседают в масляной ванне. Очищенный первично воздух проходит через промасленную набивку фильтрующего элемента, где задерживаются мелкие примеси.
Критически важные требования при обслуживании:
- Контроль уровня масла в ванне - должен соответствовать метке на корпусе
- Своевременная замена масла (при ТО) с промывкой корпуса керосином
- Промывка фильтрующей набивки в дизельном топливе с последующей пропиткой чистым моторным маслом
- Герметичность соединений крышки и патрубков для предотвращения подсоса неочищенного воздуха
Регулярное обслуживание фильтра напрямую влияет на ресурс двигателя. Загрязненный элемент создает повышенное сопротивление воздушному потоку, что приводит к падению мощности, увеличению дымности выхлопа и абразивному износу цилиндро-поршневой группы.
Особенности турбокомпрессора (для модификаций ТК)
Турбокомпрессор на двигателях ЯМЗ 236 модификаций с индексом "ТК" обеспечивает принудительное нагнетание воздуха в цилиндры, повышая массовый заряд топливовоздушной смеси. Это ключевой элемент для увеличения мощности и крутящего момента базового атмосферного мотора без значительного роста рабочего объема.
Конструкция турбокомпрессора интегрирована непосредственно в выпускную и впускную системы двигателя. Он использует энергию отработавших газов для вращения турбины, которая через общий вал приводит компрессорное колесо, сжимающее поступающий атмосферный воздух перед подачей во впускной коллектор.
Технические и конструктивные характеристики
Основные параметры турбокомпрессора:
- Тип: Газодинамический, одноступенчатый, с центростремительной турбиной и центробежным компрессором.
- Система смазки: Централизованная, под давлением от масляной системы двигателя. Масло подается для смазки подшипников скольжения (плавающая втулка) и охлаждения корпуса.
- Охлаждение: Водяное (в зависимости от модификации ТК). Трубки охлаждающей жидкости проходят через корпус подшипников для отвода избыточного тепла.
- Система управления давлением наддува: Пневмомеханический или электронный актуатор, управляющий вестгейтом (перепускным клапаном). Вестгейт сбрасывает часть выхлопных газов мимо турбинного колеса для ограничения максимального давления наддува и защиты агрегата.
Критичные особенности эксплуатации:
- Прогрев и остановка: Требуется работа на холостом ходу перед выключением двигателя (1-3 минуты) для стабилизации температуры турбины и предотвращения коксования масла в подшипниковом узле ("зависания" вала).
- Качество масла и фильтрация: Крайне чувствителен к чистоте масла и своевременности его замены. Абразивные частицы быстро выводят из строя подшипники скольжения.
- Герметичность систем: Утечки воздуха во впускном тракте после компрессора или выхлопных газов до турбины резко снижают эффективность наддува и могут привести к некорректной работе двигателя.
- Контроль температуры: Перегрев турбокомпрессора (особенно при резкой остановке горячего двигателя) – основная причина выхода из строя подшипников и закоксовывания.
Сравнительные параметры наддува (ориентировочно):
Параметр | Атмосферный ЯМЗ 236 | ЯМЗ 236 с ТК |
---|---|---|
Макс. мощность | ~150-180 л.с. | ~230-300 л.с. (в зависимости от настройки) |
Макс. крутящий момент | ~670-700 Нм | ~900-1100 Нм |
Давление наддува | - | 0.65-0.85 бар (типовое значение) |
Механизм регулировки ТНВД центробежного типа
Центробежный регулятор частоты вращения коленчатого вала дизеля интегрирован непосредственно в корпус топливного насоса высокого давления (ТНВД). Его ключевая функция заключается в автоматическом поддержании заданных оборотов двигателя независимо от нагрузки, обеспечивая стабильную работу ЯМЗ 236. Регулятор воздействует на рейку ТНВД, дозируя подачу топлива в цилиндры.
Основными элементами конструкции являются вращающиеся грузы, установленные на муфте вала привода насоса, и подвижная муфта регулятора. При изменении частоты вращения грузы под действием центробежной силы расходятся или сходятся, перемещая муфту. Это движение через систему рычагов передается на рейку топливного насоса, регулируя цикловую подачу топлива.
Устройство и взаимодействие узлов
Функционирование механизма базируется на следующих компонентах:
- Вращающиеся грузы – закреплены на пальцах муфты вала привода. Преобразуют центробежную силу в осевое перемещение.
- Подвижная муфта регулятора – воспринимает усилие от грузов через упорные подшипники. Соединена с рычажной системой.
- Рычажная передача – включает коромысло, тяги и рейку ТНВД. Передает усилие от муфты к исполнительному элементу.
- Пружины регулятора – создают противодействие центробежной силе. Обеспечивают баланс системы при заданных оборотах.
- Регулировочные болты – ограничивают ход рейки в положениях "Максимальная подача" и "Стоп".
Принцип работы в различных режимах:
Увеличение нагрузки | Обороты падают → центробежная сила грузов уменьшается → пружины перемещают муфту → рейка ТНВД сдвигается на увеличение подачи топлива. |
Снижение нагрузки | Обороты растут → грузы расходятся → муфта сдвигается → рычаги перемещают рейку в сторону уменьшения подачи топлива. |
Холостой ход | Баланс сил пружин холостого хода и центробежной силы грузов обеспечивает стабильность минимальных оборотов. |
Калибровка регулятора выполняется через регулировку натяжения пружин и положения ограничительных болтов. Это гарантирует соответствие характеристик номинальным параметрам двигателя: поддержание холостого хода (600-650 об/мин), номинальных оборотов (2100 об/мин) и ограничение максимальной частоты вращения.
Система запуска: характеристики стартера СТ-142
Стартер СТ-142 является электромеханическим устройством, предназначенным для запуска дизельного двигателя ЯМЗ-236. Он преобразует электрическую энергию аккумуляторной батареи в механическую, обеспечивая вращение коленчатого вала с частотой, необходимой для уверенного пуска.
Конструкция стартера включает четырехполюсный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, механизм привода с обгонной муфтой (бендиксом) и тяговое реле. Система обеспечивает автоматическое зацепление шестерни стартера с венцом маховика при включении и расцепление после пуска двигателя.
Основные технические характеристики
Ключевые параметры стартера СТ-142:
- Номинальное напряжение: 24 В
- Мощность: 5,2 кВт (7 л.с.)
- Потребляемый ток:
- В режиме холостого хода: ≤ 75 А
- Под нагрузкой (при пуске): ≤ 900 А
- Количество зубьев шестерни привода: 11
- Направление вращения: Правое (по часовой стрелке со стороны привода)
Максимальный крутящий момент | ≥ 35 Н·м |
Частота вращения на холостом ходу | ≥ 5000 об/мин |
Минимальное рабочее напряжение | 18 В |
Масса | ≈ 19 кг |
Стартер оснащен защитой от повторного включения при работающем двигателе. Втягивающее реле потребляет ток ≤ 23 А при срабатывании, обеспечивая надежное введение шестерни в зацепление. Конструкция рассчитана на работу в температурном диапазоне от -40°C до +70°C.
Схема подключения предпускового подогревателя
Предпусковой подогреватель (ПП) двигателя ЯМЗ 236 интегрируется в малый контур системы охлаждения для прогрева охлаждающей жидкости перед запуском. Нагретая жидкость циркулирует через рубашку блока цилиндров и головку блока, обеспечивая снижение вязкости масла и температурную подготовку деталей.
Подключение требует точного соблюдения электрической схемы и гидравлических контуров для безопасной работы. Основными компонентами являются электронагревательный элемент (ТЭН), циркуляционный насос, блок управления, термореле и элементы защиты цепи. Питание осуществляется от аккумуляторной батареи через силовые реле.
Ключевые элементы и порядок подключения
Электрическая часть включает следующие цепи:
- Силовая цепь питания ТЭНа и насоса:
- Плюсовой провод (сечение не менее 6 мм²) от АКБ через предохранитель (40-50А) к силовым контактам реле.
- Минусовой вывод ТЭНа/насоса на массу двигателя (обязательная зачистка контакта).
- Цепь управления:
- Питание блока управления (+12В) через отдельный предохранитель (5-10А) от замка зажигания или АКБ.
- Подключение кнопки активации ПП в кабине к блоку управления.
- Коммутация катушек реле управляющим сигналом от блока.
- Защита и контроль:
- Термореле в блоке цилиндров разрывает цепь при достижении температуры +80-85°С.
- Датчик температуры жидкости передает данные на таймер/индикатор в кабине.
Гидравлическое подключение выполняется через:
- Врезку подающего патрубка ПП в нижний штуцер рубашки охлаждения блока.
- Подсоединение возвратного патрубка ПП к термостату или верхнему радиаторному шлангу.
- Обязательную установку подогревателя ниже уровня расширительного бачка для предотвращения воздушных пробок.
Параметр | ТЭН | Насос | Цепь управления |
---|---|---|---|
Напряжение | 12/24В | 12/24В | 12/24В |
Потребляемый ток | 25-40А | 3-5А | <1А |
Сечение провода | 6 мм² | 2.5 мм² | 0.75 мм² |
Принцип работы воздушного компрессора поршневого типа
Компрессор преобразует механическую энергию от двигателя в энергию сжатого воздуха за счет возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре. При движении поршня вниз создается разрежение, открывается впускной клапан, и атмосферный воздух поступает в цилиндр через воздушный фильтр. При обратном ходе поршня вверх объем камеры сжатия уменьшается, давление возрастает, впускной клапан закрывается, а выпускной открывается, выталкивая сжатый воздух в пневмосистему.
Цикл работы двухступенчатого компрессора (типичного для ЯМЗ 236) включает последовательное сжатие в цилиндрах разного диаметра. Воздух предварительно сжимается в большом цилиндре низкого давления (НД), затем охлаждается в промежуточном холодильнике и дожимается в малом цилиндре высокого давления (ВД). Это повышает КПД и снижает температуру на выходе.
Ключевые элементы и процессы
- Всасывание: Нисходящее движение поршня → Разрежение → Открытие впускного клапана → Заполнение цилиндра воздухом.
- Сжатие: Восходящее движение поршня → Закрытие впускного клапана → Уменьшение объема → Рост давления.
- Нагнетание: Достижение давления срабатывания → Открытие нагнетательного клапана → Выпуск воздуха в ресивер/магистраль.
- Охлаждение: Отвод тепла через ребра цилиндра и промежуточный холодильник (в двухступенчатых моделях).
Система управления и защиты
Компонент | Функция |
---|---|
Регулятор давления | Автоматически переводит компрессор в холостой режим при достижении заданного давления (обычно 7-8 бар) |
Разгрузочное устройство | Сбрасывает давление из цилиндров через дренажные клапаны при холостой работе |
Предохранительный клапан | Срабатывает при аварийном превышении давления |
Смазка трущихся поверхностей (поршневых колец, шатунных подшипников) осуществляется под давлением от системы смазки двигателя или автономным масляным насосом. Герметичность камеры сжатия обеспечивается поршневыми кольцами, а отвод избыточного масла – маслоотделителями в воздушной магистрали.
Система смазки компрессора от двигателя
Компрессор пневмосистемы на двигателе ЯМЗ-236 питается маслом из общей системы смазки силового агрегата. Подвод смазочного материала осуществляется через отдельный канал, отходящий от главной масляной магистрали двигателя. Это обеспечивает непрерывную подачу масла под рабочим давлением к трущимся деталям компрессора во время его работы.
Отработанное масло из корпуса компрессора сливается обратно в картер двигателя через дренажный трубопровод. Такая схема исключает необходимость автономной масляной системы для компрессора и гарантирует его смазку только при функционировании основного двигателя, синхронизируя их рабочие циклы.
Ключевые элементы и особенности
Маслоподводящая линия оснащена фильтром грубой очистки, защищающим узлы компрессора от механических примесей. Герметичность соединений обеспечивается медными уплотнительными кольцами или прокладками. Основные компоненты системы:
- Входной масляный канал: интегрирован в блок цилиндров двигателя
- Дренажная магистраль: полая трубка с уклоном для самотека масла
- Уплотнительные манжеты: предотвращают утечку масла вдоль вала компрессора
Параметр | Значение |
Рабочее давление масла | 0.2-0.6 МПа |
Диаметр подводящей трубки | 8 мм |
Тип масла | М-10Г2к (по ГОСТ 8581-78) |
Важно: Использование нерегламентированных масел или нарушение давления в системе приводит к ускоренному износу поршневых колец и втулки компрессора. Контроль уровня масла в картере двигателя обязателен для корректной работы узла.
Крепление двигателя на три опоры
Двигатель ЯМЗ 236 фиксируется на раме транспортного средства через три независимые точки опоры: одну переднюю (носовую) и две симметричные задние. Данная схема обеспечивает рациональное распределение нагрузок и компенсацию крутящего момента коленчатого вала.
Конструктивно каждая опора включает стальной кронштейн, жестко соединенный с блоком цилиндров или картером маховика, и эластичную резино-металлическую подушку. Подушки гасят вибрации и допускают ограниченное смещение двигателя при эксплуатационных нагрузках.
Конфигурация опорных узлов
- Передняя опора: Расположена под носком коленвала на нижней плоскости блока цилиндров. Крепится к передней поперечине рамы через одну амортизирующую подушку. Воспринимает преимущественно вертикальные и продольные усилия.
- Задние опоры: Две идентичные стойки, смонтированные по бокам картера маховика. Фиксируются к лонжеронам рамы болтами через индивидуальные подушки. Основная функция – восприятие вертикальных нагрузок и частичная компенсация крутящего момента.
Крепежные болты всех опор имеют самоконтрящиеся гайки, исключающие ослабление соединения при вибрациях. Уплотнительные шайбы предотвращают коррозию контактных зон. Схема трехточечного крепления минимизирует передачу вибраций на раму и обеспечивает стабильную работу силового агрегата в условиях динамических нагрузок.
Весовые характеристики базовой модели
Базовая комплектация двигателя ЯМЗ 236 без эксплуатационных жидкостей (сухая масса) составляет 755 кг. Данный показатель включает вес всех штатных компонентов: блока цилиндров, КШМ, ГРМ, систем смазки и охлаждения в сборе с картером.
При подготовке к эксплуатации масса агрегата увеличивается за счет заправки техническими жидкостями. С учетом моторного масла (26 л), охлаждающей жидкости (35 л) и топлива в фильтрах суммарная масса достигает 785 кг. Для монтажа на раму требуется учет дополнительных 15-20 кг крепежных элементов.
Ключевые весовые параметры
Компонент | Масса (кг) |
---|---|
Блок цилиндров с картером | 250 |
Коленчатый вал в сборе | 72 |
Головка блока цилиндров (1 шт.) | 65 |
Масляный картер | 28 |
На распределение нагрузки влияют конструктивные особенности:
- Литой чугунный блок цилиндров обеспечивает 33% общей массы
- Стальной кованый коленвал формирует 9.5% весовой нагрузки
- Алюминиевые крышки коренных подшипников снижают общий вес на 7%
Основные модификации: отличия в навесном оборудовании
Конструктивные изменения модификаций ЯМЗ 236 напрямую отражаются на комплектации навесного оборудования. Это обусловлено адаптацией двигателя к различным условиям эксплуатации и требованиям потребителей.
Ключевые отличия проявляются в системах подачи топлива, охлаждения и дополнительных агрегатах, влияющих на производительность, экологичность и управление двигателем.
Сравнительные характеристики оборудования
Основные вариации затрагивают следующие компоненты:
- Топливная аппаратура:
- Базовые версии (236) – рядный ТНВД без электроники
- Экологичные модификации (236НЕ, 236БЕ) – ТНВД с электронным управлением и датчиками
- Система охлаждения:
- Стандарт – центробежный насос с ременным приводом
- Северное исполнение (236С) – усиленный термостат и предпусковой подогрев
- Компрессор пневмосистемы:
- Тракторные модификации (236Т) – одноцилиндровый привод от распредвала
- Автобусные версии (236Б) – двухцилиндровый с автономным приводом
Модификация | Турбокомпрессор | Генератор | Особенности |
---|---|---|---|
ЯМЗ 236 (базовая) | Отсутствует | 700 Вт | Механический регулятор ТНВД |
ЯМЗ 236Н (турбо) | ТКР-7Н1 | 800 Вт | Интеркулер, усиленный маслонасос |
ЯМЗ 236Г (газовая) | ТКР-7S | 1000 Вт | Газовые форсунки, блок управления |
Дополнительные отличия: Версии для спецтехники комплектуются гидронасосами Г11-54, а морские модификации – насосами охлаждения забортной воды и коррозионностойкими материалами компонентов.
Список источников
Перечень основных материалов для изучения устройства двигателя.
Использованная техническая документация и литература.
- Официальное руководство по эксплуатации ЯМЗ 236
- Каталог деталей двигателя ЯМЗ 236
- Техническое описание и инструкция по ремонту ЯМЗ 236
- Родичев В.А. Грузовые автомобили. Устройство и техническое обслуживание
- Вахламов В.К. Автомобили. Конструкция, теория и расчет
- Пузанков А.Г. Автомобильные двигатели. Конструкция и расчет
- Технические бюллетени Ярославского моторного завода
- Стендовые отчеты испытаний ЯМЗ 236
- Материалы сервисных мануалов дилерских центров