Кривошипно-шатунный механизм: назначение, типы, материал и конструкция основных деталей, неисправности и способы их устранения

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

У четырехцилиндрового двигателя кривошипно-шатунный механизм состоит из:

- блока цилиндров с картером, - головки блока цилиндров, - поддона картера двигателя, - поршней с кольцами и пальцами, - шатунов, - коленчатого вала, - маховика.

В состав КШМ кривошипно-шатунного механизма двигателя входит две группы деталей: неподвижные и подвижные.

К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, служащий основой двигателя, цилиндр, головки блока или головки цилиндров и поддон картера.

Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун, коленчатый вал, маховик.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов при такте сгорание-расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Материал и конструкция основных деталей КШМ. Кривошипно-шатунный механизм состоит из: блока цилиндров с картером, головки цилиндров, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера.

Блок цилиндров. Блок цилиндров является основной деталью двигателя к которой крепятся все механизмы и детали.

Цилиндры в блоках изучаемых двигателей расположены У-образно в два ряда под углом 90° (рис. 1).

Блоки цилиндров отливают из чугуна (ЗИЛ-130) или алюминиевого сплава . В той же отливке выполнены картер и стенки полости охлаждения, окружающие цилиндры двигателя.

В блоке двигателя устанавливают вставные гильзы, омываемые охлаждающей жидкостью. Внутренняя поверхность гильзы служит направляющей для поршней. Гильзу растачивают под требуемый размер и шлифуют. Гильзы, омываемые охлаждающей жидкостью, называются мокрыми. Они в нижней части имеют уплотняющие кольца из специальной резины или медные . Вверху уплотнение гильз достигается за счет прокладки головки цилиндров.

Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в наиболее изнашиваемую (верхнюю) их часть коротких тонкостенных гильз из кислотоупорного чугуна. Применение такой вставки снижает износ верхней части гильзы в 2--4 раза.

Блок цилиндров У-образного двигателя ЗИЛ-130 сверху закрыт двумя головками из алюминиевого сплава. В головке цилиндров двигателя ЗИЛ-130 размещены камеры сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость.

На головке цилиндров закреплены детали газораспределительного механизма. В головке цилиндров выполнены впускные и выпускные каналы и установлены вставные седла и направляющие втулки клапанов. Для создания герметичности между блоком и головкой цилиндров установлена прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Прокладка должна быть прочной, жаростойкой и эластичной. В двигателе ЗИЛ-130 она сталеасбестовая, . Для уплотнения стальной прокладки в расточку на нижней плоскости головки цилиндра запрессовано стальное кольцо с острым выступом.

Снизу картер двигателя закрыт поддоном, выштампованным из листовой стали. Поддон защищает картер от попадания пыли и грязи и используется в качестве резервуара для масла. Поддон крепится к плоскости разъема болтами, а для обеспечения герметичности соединения применяют прокладки из картона или из клееной пробковой крошки.

Во время работы двигателя в картер проникают газы, что может повлечь за собой повышение давления, прорыв прокладок и вытекание масла. Поэтому картер через специальную трубку (сапун) сообщается с атмосферой.

Поршень воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава (рис. 2). В верхней части поршня расположена головка с канавками, в которые вставлены поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца.

При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширится и, если между ним и зеркалом (внутреннюю поверхность цилиндра или его гильзы называют зеркалом) цилиндра не будет необходимого зазора, заклинится в цилиндре, и двигатель прекратит работу. Однако большой зазор между поршнем и зеркалом цилиндра также нежелателен, так как это приводит к прорыву части газов в картер двигателя, падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя. Чтобы поршень не заклинивался при прогретом двигателе, головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, а саму юбку в поперечном сечении изготавливают не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большей осью его в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. На юбке поршня может быть разрез. Благодаря овальной форме и разрезу юбки предотвращается заклинивание поршня при работе прогретого двигателя.

Общее устройство поршней всех двигателей принципиально одинаковое, но каждый из них отличается диаметром и рядом особенностей, присущих только данному двигателю. Например, в головке поршня двигателя ЗИЛ-130 залито чугунное кольцо, в котором сделана канавка под верхнее компрессионное кольцо. Такая конструкция способствует уменьшению износа канавки под поршневое кольцо.

Поршни двигателя ЗИЛ-130 после механической обработки покрывают оловом, что способствует лучшей приработке и уменьшению износа их в первоначальный период работы двигателя.

Поршневые кольца, применяемые в двигателе, подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла с зеркала цилиндров и не допускают проникновения масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок) (см. рис. 2).

При установке поршня в цилиндр поршневое кольцо предварительно сжимают, в результате чего обеспечивается его плотное прилегание к зеркалу цилиндра при разжатии. На кольцах имеются фаски, за счет которых кольцо несколько перекашивается и быстрее притирается к зеркалу цилиндра, и уменьшается насосное действие колец. Количество колец, устанавливаемых на поршнях двигателей, неодинаковое. На поршнях двигателей ЗИЛ-130 три компрессионных кольца, два верхних хромированы по поверхности, соприкасающейся с гильзой. Маслосъемное кольцо собрано из четырех отдельных элементов -- двух тонких стальных разрезных колец и двух гофрированных стальных расширителей (осевого и радиального).

Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Палец изготовлен в виде пустотелого цилиндрического стержня, наружная поверхность которого закалена нагревом током высокой частоты.

На двигателе ЗиЛ-130 применяются «плавающие» пальцы, т. е. такие, которые могут свободно поворачиваться как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня, что способствует равномерному износу пальца. Во избежание задиров цилиндров при выходе пальца из бобышек осевое перемещение его ограничивается двумя разрезными стальными кольцами, установленными в выточках в бобышках поршня.

Шатун служит для соединения коленчатого вала с поршнем. Через шатун давление на поршень при рабочем ходе передается на коленчатый вал. При вспомогательных тактах (впуск, сжатие и выпуск) через шатун поршень приводится в действие от коленчатого, вала. Шатун (рис. 3) состоит из стального стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. В верхней установлен поршневой палец, а нижняя закреплена на шатунной шейке коленчатого вала. Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая или биметаллическая с бронзовым слоем втулка, а в нижнюю, состоящую из двух частей, установлены тонкостенные вкладыши, представляющие собой стальную ленту, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем антифрикционного сплава (ЗиЛ-130 - высоко- оловянистый алюминий). Обе части нижней головки шатуна скреплены двумя болтами, гайки которых во избежание самоотвертывания фиксируются. В двигателе ЗИЛ-130 под гайки подкладываются специальные шайбы, момент затяжки гаек 80. 90,Н-м., а самоотвертыванию препятствуют специальные штампованные стопорные гайки. Затяжку стопорной гайки необходимо производить путем ее поворота на 1,5 . 2 грани от положения соприкосновения о основной гайкой.

На стержне шатуна выштампован номер детали, а на крышке метка. Номер на шатуне и метка на его крышке всегда должны быть обращены в одну сторону. К верхней и нижней головкам шатуна подводится масло: к нижней головке -- через канал в коленчатом валу, а к верхней -- через прорезь. Из нижней головки шатуна масло через отверстие выбрызгивается на стенки цилиндров.

В двигателях на одной шатунной шейке коленчатого вала закреплено по два шатуна. Для правильной их сборки с поршнями нужно помнить, что шатуны правого ряда цилиндров собраны с поршнями так, что номер на шатуне обращен назад по ходу автомобиля (см. рис. 3), а левого ряда -- вперед, т. е. совпадает с надписью на поршне.

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается агрегатам трансмиссии.

В двигателе ЗиЛ-130 коленчатый вал стальной.Коленчатый вал (рис. 4) состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек, щек и противовесов. На переднем конце вала двигателей ЗМЗ-53-12 и ЗИЛ-130 имеется углубление для шпонки распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также нарезное отверстие для крепления храповика; задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами прикреплен маховик. В углублении задней торцовой части коленчатого вала расположен подшипник ведущего вала коробки передач.

Количество и расположение шатунных шеек коленчатого вала зависит от числа цилиндров. В V-образном двигателе количество шатунных шеек в два раза меньше числа цилиндров, так как на одну шатунную шейку вала установлено по два шатуна -- один левого и другой правого рядов цилиндров.

Шатунные шейки коленчатого вала многоцилиндровых двигателей выполнены в разных плоскостях, что необходимо для равномерного чередования рабочих тактов в разных цилиндрах.

В восьмицилиндровых V-образных двигателях коленчатые валы имеют по четыре шатунные шейки, расположенные под углом в 90°.

В двигателе число коренных шеек коленчатого вала на одну больше, чем шатунных, т. е. каждая шатунная шейка с двух сторон имеет коренную. Такой коленчатый вал называют полноопорным.

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединены между собой щеками.

Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми. Для повышения твердости и увеличения срока службы поверхность коренных и шатунных шеек стальных валов закаливают нагревом токами высокой частоты.

Коренные и шатунные шейки вала соединены каналами (сверлениями) в щеках вала. Зти каналы предназначены для подвода масла от коренных подшипников к шатунным.

В каждой шатунной шейке вала имеется полость, которая выполняет роль грязеуловителя. Сюда поступает масло от коренных шеек. При вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенке грязеуловителя, а к шатунным шейкам поступает очищенное масло. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцах резьбовые пробки только при разборке двигателя.

Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые расположены по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в выточке задней коренной опоры . В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются сальники и уплотнители, предотвращающие утечку масла.

На переднем конце вала установлен резиновый самоподжимный сальник, а на заднем конце выполнена маслосгонная резьба или маслоотражательный буртик.

В заднем коренном подшипнике сделаны маслоулови-тельные каналы, в которые сбрасывается масло с маслосгонной резьбы или маслоотражательного буртика и установлен сальник, состоящий из двух кусков асбестового шнура.

Шатунные и коренные подшипники. В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения коренные шейки, как и шатунные, расположены в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде вкладышей, аналогичных шатунным. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок, устанавливаемых в нижней разъемной головке шатуна и в гнезде блока и крышке коренного подшипника. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Крышки коренных подшипников закреплены при помощи болтов и гаек, которые для предотвращения от самоотвертывания зашплинтованы проволокой либо застопорены замковыми пластинами.

Маховик уменьшает неравномерность работы двигателя, выводит поршни из мертвых точек, облегчает пуск двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленчатого вала болтами с гайками. При изготовлении маховик балансируется вместе с коленчатым валом. Для предотвращения нарушения балансировки при разборке двигателя маховик установлен на несимметрично расположенные штифты или болты.

Картер двигателя, отлитый заодно с блоком цилиндров, является базисной (основной) деталью. К картеру крепятся детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. Для повышения жесткости внутри картера выполнены ребра, в которых расточены гнезда коренных подшипников коленчатого вала и опорных шеек распределительного вала.

Снизу картер закрыт поддоном, выштампованным из тонкого стального листа.

Поддон является резервуаром для масла и в то же время защищает детали двигателя от пыли и грязи. В нижней части поддона предусмотрено отверстие для выпуска масла, закрываемое резьбовой пробкой. Поддон прикреплен к картеру болтами. Чтобы не было утечки масла, между поддоном и картером установлены прокладки и резиновые уплотнители.

Неисправности и способы их устранения. При значительных изнашиваниях и поломках детали КШМ восстанавливают или заменяют. Эти работы, как правило, выполняют, отправляя в централизованный ремонт.

Закоксование поршневых колец в канавках можно устранить без разборки двигателя. Для этого в конце рабочего дня, пока двигатель не остыл, в каждый цилиндр через отверстие для свечей зажигания заливают по 20 г смеси равных частей денатурированного спирта и керосина. Утром двигатель пускают и после его работы 10-15 мин на холодном ходу останавливают и заменяют масло.

Диагностирование кривошипно-шатунного механизма производится на посту Д-2. При выявлении пониженных тяговых качествах, замеренных во всех цилиндрах автомобиля на стенде тягово-экономических качеств.

Компрессию двигателя определяют при вывернутых свечах у прогретого двигателя при t = 70-80°С и полностью открытых воздушных и дроссельных заслонках. Установив резиновый наконечник компрессометра в отверстие свечи проверяемого цилиндра, проворачиваем коленчатый вал стартером на 10-15 оборотов и записываемпоказания монометра. Компрессия должна быть для исправного автомобиля 0,75 - 0,80 мПа. Разница в показателях между цилиндрами не должна быть более 0,07 - 0,1 мПа.

В результате износа цилиндра, поршня и поршневых колец происходит падение компрессии (давления конца сжатия), мощности, уменьшается частота вращения коленчатого вала, увеличивается расход топлива и смазочного масла, появляется дым в картере двигателя. Эти же явления могут наблюдаться и в результате закоксовывания поршневых колец. Падение компрессии в дизельных двигателях сильно затрудняет их пуск, особенно при низких температурах.

Детонационные стуки при работе карбюраторного двигателя на бензине соответствующей марки и при правильной установке зажигания возникают при повышенных отложениях нагара в камере сгорания и перегреве деталей. Преждевременная вспышка топлива также происходит в результате перегрева деталей и отложения нагаров.

Стуки поршней, пальцев, а также стуки в шатунных и коренных подшипниках возникают при сильном увеличении зазоров в сопряжениях этих деталей в процессе их износа.

Падение давления масла в смазочной системе происходит из-за увеличения зазоров в шатунных и коренных подшипниках.

Типы и виды КШМ

а) Несмещенный (центральный) кшм, у которого ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала.

б) Смещенный кшм, у которого ось цилиндра смещена относительно оси коленчатого вала на величину а;

в) V-образный кшм (в том числе с прицепным шатуном), у которого два шатуна, работающие на левый и правый цилиндры, размещены на одном кривошипе коленчатого вала.

Информационная модель технологического процесса боронования. Типы рабочих органов борон. Конструктивные компоновки дисковых и зубовых борон. Графический и аналитический методы расчёта основных конструктивных параметров дисковых и зубовых борон.

Сейчас существуют бороны, изготавливаемые двумя основными видами рабочих органов: дисковые бороны (похожи на тарельчатые диски) и зубовые бороны (в виде зубьев). Зубья – это особые металлические стержни, имеющие длину 100 миллиметров. Они располагаются на раме таким образом, что работая с их помощью, никакой из них не пойдет по следу другого. Также применяют сетчатые бороны, которые не имеют жесткую раму. А на каменистых почвах зачастую работают бороны, имеющие зубья похожие на пластинчатые пружины.

studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2017 год. (0.092 с) .

Материалы: http://studopedia.org/8-105815.html

• " > Печать
• E-mail

Кривошипно-шатунным называется механизм, осуществляющий рабочий процесс двигателя.

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Кривошипно-шатунный механизм определяет тип двигателя по расположению цилиндров.

В двигателях автомобилей применяются различные кривошипно-шатунные механизмы

(рисунок 1): однорядные кривошипно-шатунные механизмы с вертикальным перемещением поршней и с перемещением поршней под углом применяются в рядных двигателях; двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с перемещением поршней под углом применяются в V-образных двигателях; одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с горизонтальным перемещением поршней находят применение в тех случаях, когда ограничены габаритные размеры двигателя по высоте.

Рисунок 1 – Типы кривошипно-шатунных механизмов, классифицированных по различным признакам.

В кривошипно-шатунный механизм входят блок цилиндров с картером и головкой цилиндров, шатунно-поршневая группа и коленчатый вал с маховиком.

Блок цилиндров 11 (рисунок 2) с картером 10 и головка 8 цилиндров являются неподвижными частями кривошипно-шатунного механизма.

К подвижным частям механизма относятся коленчатый вал 34 с маховиком 43 и детали шатунно-поршневой группы – поршни 24, поршневые кольца 18 и 19, поршневые пальцы 26 и шатуны 27.

Рисунок 2 – Кривошипно-шатунный механизм двигателей легковых автомобилей

1, 6 – крышки; 2 – опора; 3, 9 – полости; 4, 5 – прокладки; 7 – горловина; 8, 22, 28, 30 – головки; 10 – картер; 11 – блок цилиндров; 12 – 16, 20 – приливы; 17, 33 – отверстия; 18, 19 – кольца; 21 – канавки; 23 – днище; 24 – поршень; 25 – юбка; 26 – палец; 27 – шатун; 29 – стержень; 31, 42 – болты; 32, 44 – вкладыши; 34 – коленчатый вал; 35, 40 – концы коленчатого вала; 36, 38 – шейки; 37 – щека; 39 – противовес; 41 – шайба; 43 – маховик; 45 – полукольцо

Блок цилиндров вместе с картером является остовом двигателя. На нем и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя. В блоке 11, выполненном заодно с картером 10 из специального низколегированного чугуна, изготовлены цилиндры двигателя. Внутренние поверхности цилиндров отшлифованы и называются зеркалом цилиндров. Внутри блока между стенками цилиндров и его наружными стенками имеется специальная полость 9, называемая рубашкой охлаждения. В ней циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя.

Внутри блока также имеются каналы и масляная магистраль смазочной системы, по которой подводится масло к трущимся деталям двигателя. В нижней части блока цилиндров (в картере) находятся опоры 2 для коренных подшипников коленчатого вала, которые имеют съемные крышки 1, прикрепляемые к блоку самоконтрящимися болтами. В передней части блока расположена полость 3 для цепного привода газораспределительного механизма. Эта полость закрывается крышкой, отлитой из алюминиевого сплава. В левой части блока цилиндров находятся отверстия 17 для подшипников вала привода масляного насоса, в которые запрессованы свертные сталеалюминиевые втулки. С правой стороны блока в передней его части имеются фланец для установки насоса охлаждающей жидкости и кронштейн для крепления генератора. На блоке цилиндров имеются специальные приливы для: 12 – крепления кронштейнов подвески двигателя; 13 – маслоотделителя системы вентиляции картера двигателя; 14 – топливного насоса; 15 – масляного фильтра; 16 – распределителя зажигания. Снизу блок цилиндров закрывается масляным поддоном, а к заднему его торцу прикрепляется картер сцепления. Для повышения жесткости нижняя плоскость блока цилиндров несколько опущена относительно оси коленчатого вала.

В отличие от блока, отлитого совместно с цилиндрами, на рисунке 3 представлен блок 4 цилиндров с картером 5, отлитые из алюминиевого сплава отдельно от цилиндров. Цилиндрами являются легкосъемные чугунные гильзы 2, устанавливаемые в гнезда 6 блока с уплотнительными кольцами 1 и закрытые сверху головкой блока с уплотнительной прокладкой.

Рисунок 3 – Блок двигателя со съемными гильзами цилиндров

1 – кольцо; 2 – гильза; 3 – полость; 4 – блок; 5 – картер; 6 – гнездо

Внутренняя поверхность гильз обработана шлифованием. Для уменьшения изнашивания в верхней части гильз установлены вставки из специального чугуна.

Съемные гильзы цилиндров повышают долговечность двигателя, упрощают его сборку, эксплуатацию и ремонт.

Между наружной поверхностью гильз цилиндров и внутренними стенками блока находится полость 3, которая является рубашкой охлаждения двигателя. В ней циркулирует охлаждающая жидкость, омывающая гильзы цилиндров, которые называются мокрыми из-за соприкосновения с жидкостью.

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры сверху и служит для размещения в ней камер сгорания, клапанного механизма и каналов для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов. Головка 8 блока цилиндров (см. рисунок 2) выполнена общей для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава и имеет камеры сгорания клиновидной формы. В ней имеются рубашка охлаждения и резьбовые отверстия для свечей зажигания. В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из чугуна. Головка крепится к блоку цилиндров болтами. Между головкой и блоком цилиндров установлена металлоасбестовая прокладка 4, обеспечивающая герметичность их соединения. Сверху к головке блока цилиндров шпильками крепится корпус подшипников с распределительным валом, и она закрывается стальной штампованной крышкой 6 с горловиной 7 для заливки масла в двигатель. Для устранения течи масла между крышкой и головкой блока цилиндров установлена уплотняющая прокладка 5. С правой стороны к головке блока цилиндров крепятся шпильками через металлоасбестовую прокладку впускной и выпускной трубопроводы, отлитые соответственно из алюминиевого сплава и чугуна.

Поршень служит для восприятия давления газов при рабочем ходе и осуществления вспомогательных тактов (впуска, сжатия, выпуска). Поршень 24 представляет собой полый цилиндр, отлитый из алюминиевого сплава. Он имеет днище 23, головку 22 и юбку 25. Снизу днище поршня усилено ребрами. В головке поршня выполнены канавки 21 для поршневых колец.

В юбке поршня находятся приливы 20 (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца. В бобышках поршня залиты стальные термокомпенсационные пластины, уменьшающие расширение поршня от нагрева и исключающие его заклинивание в цилиндре двигателя. Юбка сделана овальной в поперечном сечении, конусной по высоте и с вырезами в нижней части. Овальность и конусность юбки так же, как и термокомпенсационные пластины, исключают заклинивание поршня, а вырезы – касание поршня с противовесами коленчатого вала. Кроме того, вырезы в юбке уменьшают массу поршня. Для лучшей приработки к цилиндру наружная поверхность юбки поршня покрыта тонким слоем олова. Отверстие в бобышках под поршневой палец смещено относительно диаметральной плоскости поршня. Посредством этого уменьшаются перекашивание и удары при переходе его через верхнюю мертвую точку ( ВМТ ).

Поршни двигателей легковых автомобилей могут иметь днища различной конфигурации с целью образования вместе с внутренней поверхностью головки цилиндров камер сгорания необходимой формы. Днища поршней могут быть плоскими, выпуклыми, вогнутыми и с фигурными выемками.

Поршневые кольца уплотняют полость цилиндра, исключают прорыв газов в картер двигателя (компрессионные 19) и попадание масла в камеру сгорания (маслосъемное 18). Кроме того, они отводят теплоту от головки поршня к стенкам цилиндра. Компрессионные и маслосъемные кольца – разрезные. Они изготовлены из специального чугуна. Вследствие упругости кольца плотно прилегают к стенкам цилиндра. При этом между разрезанными концами колец (в замках) сохраняется небольшой зазор (0,2…0,35 мм).

Верхнее компрессионное кольцо, работающее в наиболее тяжелых условиях, имеет бочкообразное сечение для улучшения его приработки. Наружная поверхность его хромирована для повышения износостойкости.

Нижнее компрессионное кольцо имеет сечение скребкового типа (на его наружной поверхности выполнена проточка) и фосфатировано. Кроме основной функции, оно выполняет также дополнительную – маслосбрасывающего кольца.

Маслосъемное кольцо на наружной поверхности имеет проточку и щелевые прорези для отвода во внутреннюю полость поршня масла, снимаемого со стенок цилиндра. На внутренней поверхности оно имеет канавку, в которой устанавливается разжимная витая пружина, обеспечивающая дополнительное прижатие кольца к стенкам цилиндра двигателя.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна. Палец 26 – трубчатый, стальной. Для повышения твердости и износостойкости его наружная поверхность подвергается цементации и закаливается токами высокой частоты. Палец запрессовывается в верхнюю головку шатуна с натягом, что исключает его осевое перемещение в поршне, в результате которого могут быть повреждены стенки цилиндра. Поршневой палец свободно вращается в бобышках поршня.

Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом и передачи усилий между ними. Шатун 27 – стальной, кованый, состоит из неразъемной верхней головки 28, стержня 29 двутаврового сечения и разъемной нижней головки 30. Нижней головкой шатун соединяется с коленчатым валом. Съемная половина нижней головки является крышкой шатуна и прикреплена к нему двумя болтами 31. В нижнюю головку шатуна вставляют тонкостенные биметаллические, сталеалюминиевые вкладыши 32 шатунного подшипника. В нижней головке шатуна имеется специальное отверстие 33 для смазывания стенок цилиндра.

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передает создаваемый на нем крутящий момент трансмиссии автомобиля. От него также приводятся в действие различные механизмы двигателя (газораспределительный механизм, масляный насос, распределитель зажигания, насос охлаждающей жидкости и др.).

Коленчатый вал 34 – пятиопорный, отлит из специального высокопрочного чугуна. Он состоит из коренных 35 и шатунных 38 шеек, щек 37, противовесов 39, переднего 35 и заднего 40 концов. Коренными шейками коленчатый вал установлен в подшипниках (коренных опорах) картера двигателя, вкладыши 44 которых тонкостенные, биметаллические, сталеалюминиевые.

К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Шатунные подшипники смазываются по каналам, соединяющим коренные шейки с шатунными. Щеки соединяют коренные и шатунные шейки коленчатого вала, а противовесы разгружают коренные подшипники от центробежных сил неуравновешенных масс.

На переднем конце коленчатого вала крепятся: ведущая звездочка цепного привода газораспределительного механизма; шкив ременной передачи для привода вентилятора, насоса охлаждающей жидкости, генератора; храповик для поворачивания вала вручную пусковой рукояткой. В заднем конце коленчатого вала имеется специальное гнездо для установки подшипника первичного (ведущего) вала коробки передач. К торцу заднего конца вала с помощью специальной шайбы 41 болтами 42 крепится маховик 43.

От осевых перемещений коленчатый вал фиксируется двумя опорными полукольцами 45, которые установлены в блоке цилиндров двигателя по обе стороны заднего коренного подшипника. Причем с передней стороны подшипника ставится сталеалюминиевое кольцо, а с задней – из спеченных материалов (металлокерамическое).

Маховик обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала, накапливает энергию при рабочем ходе для вращения вала при подготовительных тактах и выводит детали кривошипно-шатунного механизма из мертвых точек. Энергия, накопленная маховиком, облегчает пуск двигателя и обеспечивает трогание автомобиля с места. Маховик 43 представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя электрическим стартером. К маховику крепятся детали сцепления. Маховик, будучи деталью кривошипно-шатунного механизма, является также одной из ведущих частей сцепления.

Техническое обслуживание двигателя состоит из проверки его технического состояния внешним осмотром и в процессе работы, выявления неисправностей, выполнения контрольно-регулировочных, смазочных и крепежных работ по кривошипно-шатунному и распределительному механизмам, системам охлаждения, смазки, питания и зажигания.

Неисправности кривошипно-шатунного механизма обусловливаются естественным изнашиванием сопряженных деталей.

Основными признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма являются:

• уменьшение компрессии в цилиндрах;
• появление шумов и стуков;
• прорыв газов в картер и появление из маслоналивной горловины голубоватого дыма с резким запахом;
• увеличение расхода масла;
• разжижение масла в картере (из-за проникновения туда паров рабочей смеси при тактах сжатия);
• забрасывание свечей зажигания маслом, отчего на электродах образуется нагар и ухудшается искрообразование. В итоге повышается расход топлива и снижается мощность двигателя.

Неисправности газораспределительного механизма наиболее часто проявляются в нарушении зазоров между стержнями клапанов и толкателями. Это приводит к нарушению фаз газораспределения, ухудшению наполнения цилиндров (вследствие запаздывания открытия впускного или выпускного клапанов при увеличенных зазорах).

Увеличенные зазоры между стержнями клапанов и толкателями вызывают стуки и преждевременный износ деталей распределительного механизма. Малые зазоры или их отсутствие приводят к неплотной посадке клапанов и пропуску рабочей смеси во впускной и выпускной трубопроводы. В результате уменьшается компрессия в цилиндрах двигателя и его мощность. Признаками этих неисправностей служат появление вспышек в карбюраторе и хлопков в глушителе.

• проверка стабильности состояния и подтягивание креплений (крепежные работы) опоры двигателя к раме, головки цилиндров и поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопроводов и других соединений;
• проверка технического состояния или работоспособности (контрольные работы) кривошипно-шатунного и распределительного механизмов;
• регулировочные работы и смазка.

Крепежные работы

Для предотвращения пропуска газов и охлаждающей жидкости через прокладку головки цилиндров необходимо периодически проверять крепление головки ключом с динамометрической рукояткой с определенным усилием и последовательностью. Момент затяжки и последовательность подтягивания гаек устанавливают автомобильные заводы.

Чугунную головку цилиндров крепят, когда двигатель находится в нагретом состоянии, а головку из алюминиевого сплава – в холодном.

Необходимость подтягивания крепления головок из алюминиевого сплава в холодном состоянии объясняется неодинаковым коэффициентом линейного расширения материала болтов и шпилек (сталь) и материала головки (алюминиевый сплав). Поэтому подтягивание гаек на горячем двигателе не обеспечивает после его остывания необходимой плотности прилегания головки цилиндров к блоку.

Затяжку болтов крепления поддона картера во избежание деформации картера, нарушения герметичности проверяют также с соблюдением последовательности, т.е. поочередным подтягиванием диаметрально противоположных болтов.

Контроль состояния КШМ и ГРМ

Техническое состояние этих механизмов можно определять:

• по расходу (угару) масла в эксплуатации и падению давления в системе смазки;
• по изменению давления (компрессии) в цилиндрах двигателя в конце хода сжатия;
• по разрежению во впускном трубопроводе;
• по количеству газов, прорывающихся в картер двигателя;
• по утечке газов (воздуха) из цилиндров;
• наличию стуков в двигателе.

Угар масла в малоизношенном двигателе незначителен и может составлять 0,1-0,25 л/100 км пробега. При значительном общем износе двигателя угар может достигать 1л/100 км и более, что обычно сопровождается сильным дымлением.

Давление в масляной системе двигателя должно быть в пределах, установленных для данного типа двигателя и применяемого сорта масла. Снижение давления масла на малых оборотах коленчатого вала прогретого двигателя указывает на наличие недопустимых износов подшипников двигателя или неисправности в системе смазки.

Падение давления масла по манометру до 0 указывает на неисправность манометра или редукционного клапана.

Повышенное давление в системе смазки может возникнуть в результате большой вязкости или засорения масляной магистрали.

Компрессия служит показателем герметичности цилиндров двигателя и характеризует состояние цилиндров, поршней и клапанов. Герметичность цилиндров может быть определена компрессометром .

Компрессию проверяют после предварительного прогрева двигателя до 70-80 ºС при вывернутых свечах. Установив резиновый наконечник компрессометра в отверстие свечи, провертывают стартером коленчатый вал двигателя на 10-12 оборотов и записывают показания компрессометра. Проверку повторяют 2-3 раза для каждого цилиндра.

Если величина компрессии на 30-40 % ниже нормы, это указывает на наличие неисправностей (поломку или пригорание поршневых колец, негерметичность клапанов или повреждение прокладки головки цилиндров).

Разрежение во впускном трубопроводе двигателя замеряют вакуумметром. Величина разрежения у работающего на установившемся режиме двигателей может изменяться не только от изношенности цилиндро-поршневой группы, но и от состояния деталей газораспределения, установки зажигания и регулировки карбюратора.

Таким образом, данный метод контроля является общим и не позволяет выделить ту или иную неисправность по одному показателю.

Количество газов, прорывающихся в картер двигателя , изменяется в результате неплотности сопряжений цилиндр-поршень-поршневое кольцо, увеличивающейся по мере изнашивания указанных деталей. Количество прорывающихся газов замеряют при полной нагрузке двигателя.

Материалы: http://atxp.org/index.php?catid=122%3A2014-09-01-13-22-06&id=1035%3A2014-09-02-09-00-27&Itemid=124&option=com_content&view=article

Кривошипно-шатунный (КШМ) и газораспределительный (ГРМ) механизмы являются у двигателя основными. Любые износы и неисправности составляющих их деталей сразу приводят к снижению мощностных, экономических и экологических характеристик, а поломки этих деталей – к остановке двигателя и прекращению транспортного процесса.

К основным неисправностям КШМ относят износ цилиндров, поршней, поршневых колец, поршневых пальцев, втулок головок шатунов, шатунных и коренных подшипников, шеек коленчатого вала.

Основными отказами КШМ являются: поломки поршневых конец, заклинивание поршней, выплавление вкладышей, задиры зеркала цилиндров, трещины блока или головки блока цилиндров блока.

При возникновении неисправностей появляются характерные шумы и стуки при работе двигателя, снижается компрессия в цилиндрах, увеличивается прорыв газов в картер из надпоршневого пространства, возрастает угар масла.

Основными неисправностями ГРМ являются износы толкателей клапанов и их направляющих втулок, тарелок клапанов и их седел, кулачков и опорных шеек распределительного вала, шестерен газораспределения, изменение тепловых зазоров между стержнями клапанов и толкателями (или коромыслами), износ маслосъемных колпачков. При поломке зубьев шестерен ГРМ, разрыве цепной или ременной передачи шестерен ГРМ, прогорании клапанов, поломке пружин клапанов происходит нарушение фаз газораспределения и, как следствие, резко увеличивается расход топлива, уменьшается мощность двигателя, вплоть до его полной остановки.

Характерными признаками неисправностей ГРМ служат появляющиеся стуки, хлопки и вспышки во впускном трубопроводе и глушителе.

Диагностирование технического состояния КШМ и ГРМ осуществляется по характерным стукам с помощью стетоскопов, по компрессии, по утечкам воздуха из надпоршневого пространства, по прорыву газов в картер двигателя, по угару масла и другим параметрам.

Компрессию двигателя, которая зависит от износа цилиндро-поршневой группы, герметичности посадки клапанов и состояния прокладки головки блока, измеряют с помощью компрессометров (рис.2.14) или компрессографов (записывающих манометров).

а - схема компрессометра; б - общий вид прибора

1 – золотник; 2 – резиновая конусная втулка; 3 – обратный клапан; 4 – винт для сброса показаний; 5 – корпус; 6 - манометр

Рисунок 2.14 – Устройство компрессометра

Золотник 1 необходим, чтобы попадающая из цилиндра топливно-воздушная смесь не уходила из корпуса прибора до стабилизации показаний манометра.

При проверке компрессии двигатель должен быть прогрет до нормальной рабочей температуры (80…90°С) и воздушная и дроссельная заслонки должны быть полностью открыты. Компрессометр вставляют поочередно в свечные отверстия двигателя и проворачивают коленчатый вал стартером. При проверке компрессии у дизельных двигателей компрессометр фиксируют из-за больших давлений (2,0…2,5 МПа) так же, как и форсунку.

Значение компрессии для бензиновых двигателей лежит в пределах от 0,8 до 1,2 МПа, а дизельных – 2,5…3,5 МПа. Разница компрессии по цилиндрам не должна превышать для бензиновых 0,1 МПа, для дизельных – 0,3 МПа. Если данные о величине компрессии отсутствуют, то ее нормативные значения в МПа можно примерно определить:

где e - степень сжатия данного двигателя;

к – коэффициент, принимаемый в диапазоне 0,1…0,12.

Если компрессия меньше нормативной, то необходимо в проверяемый цилиндр залить 15…20 грамм для грузового и 8…10 грамм для легкового автомобиля того же масла, что залито и в картер двигателя, и испытания повторить. Масло уплотнит зазоры между поршнем, кольцами и цилиндром. Поэтому, если компрессия ощутимо возрастает, то это будет свидетельствовать об износе цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), а если нет, то о неплотной посадке клапанов.

Относительную величину компрессии в процентах измеряют на мотор-тестере по амплитуде пульсаций тока стартера, потребляемого при прокрутке коленчатого вала. За 100 % принимается наибольшая из всех цилиндров компрессия, поэтому точность данного метода ниже из-за разной степени заряженности аккумуляторной батареи.

Более точным и имеющим более широкие возможности является метод диагностирования по утечкам сжатого воздуха. Существующие приборы (К-69М и К-272) имеют практически одинаковую функциональную схему (рис.2.15)

1 – муфта быстросъемная; 2 – штуцер входной; 3 – редуктор; 4 – сопло входное; 5 – манометр измерительный; 6 – демпфер; 7 – винт регулировочный; 8 – штуцер выходной; 9 – соединительная муфта; 10 - штуцер; 11 – резиновое уплотнение

Рисунок 2.15 - Прибор К-69М НИИАТ

При испытаниях через свечные отверстия подают сжатый воздух определенного давления (0,16 МПа), которое поддерживается пневморедуктором 3, и расхода, обеспечиваемого наличием калибровочного трубопровода и винтом подстройки 7.

Прибор запитывается от компрессора давлением 0,3…0,6 МПа. Шкала манометра может нормироваться в процентах. 0 % соответствует давлению 0,16 МПа, а 100 % - 0 МПа. Поршень каждого цилиндра поочередно устанавливают в положение начала сжатия (когда закрылся впускной клапан) и положение ВМТ такта сжатия. Для установки поршня каждого цилиндра в эти положения используются простейшие приспособления, входящие в комплект прибора. В каждом положении фиксируют давление воздуха У₁ и У₂. Если есть неплотности, то воздух будет через них уходить и давление будет падать. Чем больше упадет давление, тем выше износы ЦПГ и (или) ГРМ. По разности утечек DУ = У₂ – У₁ судят об износе цилиндра, так как возле ВМТ износ цилиндра больше. Она не должна превышать 15…30 %. Величина утечек при положении поршня в ВМТ конца такта сжатия (У₂) зависит от диаметра цилиндра и не должна превышать 25…40 % (большие значения – для больших диаметров). По величине У₁ (не более 10…15 %) оценивают состояние поршневых колец и клапанов. Если значение У₁ превышает допустимое, то поршень в проверяемом цилиндре устанавливают в конец такта сжатия и подают туда воздух минуя прибор под давлением 0,3…0,5 МПа. Чтобы поршень не пошел вниз, необходимо включить первую передачу и стояночный тормоз. При изношенных поршневых кольцах слышен шум воздуха в маслозаливной горловине. Если прогорела прокладка, то шум воздуха будет слышен в заливной горловине радиатора (расширительного бачка) или в стыке головки с блоком цилиндров.

При неплотностях в посадках клапанов колеблются пушинки индикаторов (входят к комплект прибора), вставляемого в свечные отверстия смежных цилиндров, где в данном положении проверяемого цилиндра открыты впускной или выпускной клапаны. Таблица с последовательностью проверки клапанов для различных двигателей имеется на передней панели прибора.

Прорыв газов в картер определяют с помощью газового расходомера (КИ-4887) или газового счетчика (ГКФ-6). При этом отсоединяют трубку системы вентиляции картера и закрывают пробками (входят в комплект прибора КИ-4887) отверстия клапанных крышек, масломерного щупа, трубку вентиляции картера и др., чтобы картерные газы выходили только через маслозаливную горловину, к которой и подключается вход прибора (рис.2.16).

Принцип работы расходомера основан на зависимости объема газа, проходящего через дроссель прибора в зависимости от площади проходящего сечения S при заданном перепаде давлений DР до и после дросселя:

, (2.12)

где m - коэффициент истечения (0,62…0,65);

Q – объем газа, м 3 /с;

S – площадь проходного сечения, м 2 ;

r - плотность газовой смеси, кг/м 3 ;

DР – перепад давлений, Па.

К выходной части прибора подключается вакуумный насос. Производительность вакуумного насоса постоянная, а объем прорывающихся газов у разных двигателей, имеющих различное техническое состояние – различный. Поэтому, чтобы все прорывающиеся газы тут же откачивались насосом через прибор, приоткрывают или закрывают дроссель 2 так, чтобы уровень воды в трубках 6 и 7 стал одинаковым (т.е. давление в картере станет равно атмосферному).

1 – корпус прибора; 2 – входной дроссель для создания в картере атмосферного давления; 3 – дроссель для создания фиксированного перепада DР; 4 – шкала расходомера картерных газов; 5, 6, 7 – пьезометры

Рисунок 2.16 – Схема газового расходомера КИ-4887

Проворачивая дроссель 3 устанавливают фиксированный перепад давлений DР = 15 мм водяного столба. Чем больше прорыв газов, тем меньше разрежение перед дросселем 3 и тем на набольший угол необходимо его повернуть (увеличивая площадь проходного сечения S), чтобы обеспечить заданное значение DР. С дросселем 3 связана стрелка, которая по шкале прибора укажет объем газов в л/мин. Для большинства двигателей предельное значение составляет 80…120 л/мин.

Угар масла, характеризующий износ цилиндропоршневой группы, контролируется по его уровню в картере двигателя. Допустимым считается угар масла, составляющий 0,5…1 % от количества израсходованного топлива, причем большие значения соответствуют дизельным двигателям. Метод не применим, если имеется подтекание масла из системы.

Техническое обслуживание КШМ и ГРМвключает проверку и подтягивание креплений, входящих в них элементов, регулировочные и смазочные работы.

Крепежные работы проводят для проверки состояния креплений всех соединений двигателя: опор двига­теля к раме, головки цилиндров, поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопрово­дов и т.д.

Для предотвращения пропуска газов и охлаждающей жидкости через прокладку головки цилиндров проверяют и при необходимости опре­деленным моментом подтягивают гайки ее крепления к блоку. Делается это с помощью динамометрического ключа. Момент и последовательность затяжки гаек установлены заводами-изготовителя­ми (рис. 2.17). Чугунную головку цилиндров крепят в горячем состоя­нии, а из алюминиевого сплава - в холодном.

Проверку затяжки болтов креп­ления поддона картера во избежание его деформации и нарушения герметичности также производят с соблюдением определенной после­довательности, заключающейся в поочередном подтягивании диамет­рально расположенных болтов и в два или три приема.

а – двигатель ВАЗ; б – двигатель ЯМЗ-236; в – двигатель КамАЗ-740; г – двигатель ЗиЛ-130

Рисунок 2.17 – Последовательность затяжки гаек крепления головок к блоку цилиндров двигателей

Регулировочные работы проводят­ся после диагностирования. При об­наружении стука в клапанах, а также при ТО-2 проверяют и регулируют тепловые зазоры между торцами стержней клапанов и носками коро­мысел (рис. 2.18). При регулировке зазоров пор­шень 1-го цилиндра на такте сжатия устанавливают в ВМТ, для чего поворачивают коленчатый вал до совмещения меток. В этом поло­жении регулируют зазоры между стержнями клапанов и носками ко­ромысел 1-го цилиндра. Зазоры у клапанов остальных цилиндров ре­гулируют в последовательности, со­ответствующей порядку работы ци­линдров, поворачи­вая коленчатый вал на 1/2, 1/3 или 1/4 оборота при переходе от цилиндра к цилиндру для четырех, шести и восьмицилидрового двигателя соответственно.

1 – штанга; 2 – контргайка; 3 – регулировочный винт;

4 – отвертка; 5 – коромысло; 6 – щуп; 7 – клапан

Рисунок 2.18 – Регулировка тепловых зазоров ГРМ

Для регулировки зазоров в двига­теле КамАЗ-740 коленчатый вал устанавливают в положение, соот­ветствующее началу подачи топлива в 1-м цилиндре, используя фиксатор, смонтированный на картере махо­вика. Затем поворачивают коленча­тый вал через люк в картере сцепле­ния на 60° и регулируют зазоры клапанов 1-го и 5-го цилиндров. Далее поворачивают коленчатый вал на 180, 360 и 540°, регулируя соот­ветственно зазоры в 4-м и 2-м, 6-м и 3-м, 7-м и 8-м цилиндрах. Независимо от способа установки коленчатого вала в исходную позицию для регулировки клапан должен быть полностью закрыт.

Ха­рактерными работами при текущем ремонте КШМ и ГРМ являются замена гильз, поршней, поршневых колец, поршневых пальцев, вклады­шей шатунных и коренных подшипников, клапанов, их седел и пружин, толкателей, а также шлифование и притирка клапанов и их седел.

Ремонт двигателя лучше всего делать на специализированном участке, куда он доставляется после снятия с автомобиля. Перед ремонтом двигателя необходимо слить охлаждающую жидкость из системы охлаждения и масло из системы смазки, отворачивая соответствующие сливные пробки.

Отсоединяют аккумулятор и все электрические провода от приборов системы электрооборудования и зажигания, установленных на двигателе. Эти работы целесообразно проводить на специализированном посту по замене двигателей, оборудованном напольным подъемником или осмотровой канавой и кран-балкой (или тельфером).

Отсоединив двигатель, его доставляют на участок ремонта и подвергают наружной очистке и мойке, а затем разборке. Такие детали как поршень, гильзы, кольца, шатуны, поршневые пальцы, вкладыши, клапаны, штанги, коромысла и толкатели, если они пригодны для дальнейшего использования, маркируют краской, чтобы затем их собирать вместе с теми деталями и на те места, где они приработались. Крышки шатунов с шатунами и крышки коренных подшипников нельзя менять местами, так как они обрабатываются при изготовлении совместно и неунифицированы.

После разборки детали очищают от нагара, смолистых отложений и грязи механическими и химическими способами.

Замена гильзблока цилиндров производится, когда их из­нос превышает допустимый, при на­личии сколов, трещин любого раз­мера и задиров, а также при износе верхнего и нижнего посадочных поясков.

Гильзы выпрессовывают с помощью спе­циального съемника, захваты которого зацепляют за нижней торец гильз.

Новую гильзу подбирают по блоку цилиндров так, чтобы ее торец выступал над плоскостью разъ­ема с головкой блока. Для этого гильзу устанавливают в блок цилинд­ров без уплотнительных колец, на­крывают поверочной плитой и щупом замеряют зазор между плитой и бло­ком цилиндров. Установленные в блок гильзы без уплотнительных колец должны сво­бодно проворачиваться. Перед окон­чательной постановкой гильз проверяют состояние посадочных отверстий под них в блоке цилинд­ров. Если они повреждены, то их восстанавливают на­несением слоя эпоксидной смолы, смешанной с чугунными опилками, который после застывания зачищают заподлицо. Края верхней части блока, которые первыми соприкаса­ются с резиновыми уплотнительными кольцами при запрессовке гильзы, зачищают шлифоваль­ной шкуркой, чтобы предотвратить повреждения уплотнительных колец при запрессовке. Гильзы с установленными на них резиновыми уплотнительными коль­цами запрессовывают с помощью пресса. При наде­вании уплотнительных колец их нельзя сильно растягивать и допускать скручивания в канавке гильзы цилиндров.

Замена поршнейпроизводится при образовании на поверхности юбки глубоких задиров, прогорании днища и поверхности поршня, при износе верхней канавки под поршне­вое кольцо.

Поршни меняют без снятия двигателя с автомобиля. Предварительно сливают масло из поддона картера, снимают головку блока и поддон картера, расшплинтовывают и отворачивают гайки шатунных болтов, снимают крышку нижней головки шатуна и вынимают вверх поврежденный поршень в сборе с шатуном и поршне­выми кольцами. Вынимают из отверстий в бобышках стопорные кольца, выпрессовывают поршневой палец. При необ­ходимости тем же прессом выпрессовывают бронзовую втулку верхней головки шатуна.

Поршни подбирают по цилиндру. Его размерная группа должна соответствовать размерной группе гильзы цилиндра. Зазор между поршнем и гильзой проверяют лентой-щупом (рис.2.19).

Для этого поршень вставляют в цилиндр головкой вниз так, чтобы край юбки совпадал с дном гильзы, а лента-щуп, встав­ленная между гильзой и поршнем, находилась в плоскости, перпендикулярной оси пальца.

1 – динамометр; 2 – лента-щуп

Рисунок 2.19 – Измерение зазора между цилиндром и поршнем

Дина­мометром протягивают ленту-щуп, фиксируя усилие протягивания, которое должно быть в пределах 35…45 Н. Размеры ленты-щупа и усилие протягивания для разных моделей двигателей приведены в ин­струкции по эксплуатации и ремонту. Толщина ленты составляет 0,05…0,08 мм, ширина – 10…15 мм, длина – 200 мм. Если усилие протягивания отличается от рекомендуемого, то берут другой поршень той же размер­ной группы или, в виде исключения, соседней размерной группы и снова подбирают его по цилиндру.

В пределах номинального и каж­дого ремонтного размера гильз и поршней для различных двигателей может быть до шести размерных групп. Диаметры цилиндров в пределах каждой из них отличаются на 0,01 мм. Индекс раз­мерной группы (А, АА, Б, ББ, В, ВВ для гильз и поршней номинального размера и Г, ГГ, Д, ДД, Е, ЕЕ для 1-го ремонтного размера и т. д.) обозначен на верхнем торце гильзы и на днище поршня. Для легковых автомобилей диаметры цилиндров разбиваются на 3…5 классов: А, В, С, D, Е или 1, 2, 3, 4, 5 с шагом 0,15; 0,25; 0,35 или 0,4 мм.

Аналогичные размерные группы в пределах каждого ремонтного раз­мера имеют все другие двигатели автомобилей.

Присборке комплекта «поршень – шатун» диаметр отверстия в бобышках поршня, диаметр поршневого пальца и диаметр отвер­стия в бронзовой втулке верхней головки шатуна должны тоже иметь одну размерную группу, которая маркируется одной краской на одной из бобышек поршня, на торцах пальца и верхней головки шатуна.

При замене всей цилиндропоршневой группы пор­шень, палец, поршневые кольца и гильза, поступающие в виде запасных частей комплектами, подбираются зара­нее. Поэтому при сборке проверяют маркировку деталей и проверяют лентой-щупом зазор между поршнем и гильзой. Правильно подобран­ный поршень должен под собствен­ным весом медленно опускаться в гильзе. Поршне­вой палец должен плавно входить в отверстие втулки верхней головки шатуна под нажимом большого паль­ца руки. Шатун проверяют на параллельность осей головок и при деформации, превышающей допустимую, шатун правят. При сборке поршень помещают в ванну с моторным маслом, нагревают до тем­пературы 60 °С и с помощью оправки запрессовывают поршневой палец в отверстия бобышек поршня и верх­ней головки шатуна. После этого в канавки бобышек вставляют стопорные кольца. Если посадки пальца в головку шатуна более плотная, чем в поршне, то перед сборкой нагревают шатун.

Аналогичным образом заменяют втулки верх­ней головки шатуна и поршневого пальца.Негодные втулки выпрессовывают, а на их место запрессовывают новые, обеспе­чивая при этом необходимый натяг. Затем втулки растачивают на гори­зонтально-расточном станке или об­рабатывают с помощью развертки. Внутренняя поверхность втулки должна быть чистой, без рисок с параметром шероховатости не более Rа = 0,63 мкм, а овальность и конусообразность отверстия – не более 0,004 мм.

Перед установкой поршня в сборе с шатуном в блок цилиндров проводят установку комплекта поршневых колец в канавки поршня. Зазор между компрессионным кольцом и канавкой поршня определяют щупом (рис. 2.20), обкатывая кольцо 2по канавке поршня. Кольца также проверяют на просвет, для чего их вставляют в верхнюю неизношенную часть гильзы цилиндра и визу­ально оценивают плотность прилегания.

1 – щуп; 2 – компрессионное кольцо

Рисунок 2.20 – Измерение зазора между кольцом и канавкой поршня

Зазор в замке определяют щупом и если он меньше допустимого, то концы колец стачивают. После этого кольцо повторно проверяют на просвет и только потом с помощью специального приспособления, разжимающего кольцо за торцыв замке, устанавливают в канавки поршней фаской вверх. Они должны свободно вращаться в канавках поршня. Комплекты колец номинального размера используют, если цилиндры не растачи­вались. В расточенные цилиндры устанавли­вают кольца ремонтного размера, соответствующие новому диаметру цилиндра. Стыки компрессионных колец равномерно разводят по окружности. Установка поршней в сборе с кольцами в цилиндры двигателя осуществляется с помощью специального приспособ­ления (рис.2.21).

1 – гильза; 2 – оправка; 3 – поршень в сборе

Рисунок 2.21 – Установка поршня с кольцами и шатуном в цилиндр

Замена вкладышей коленчатого валапроводится при стуке подшип­ников и падении давления в масляной магистрали ниже 0,05 МПа при частоте вращения холостого хода и исправно рабо­тающем масляном насосе и редук­ционных клапанах. При этом номинальный зазор между вкладышами и коренной шейкой превышает 0,026— 0,12 мм и между вкладышами и шатун­ной шейкой -0,026—0,11 мм в зависимости от модели двигателя.

Зазор в подшипниках коленчатого вала определяют с помощью конт­рольных латунных или медных пластинок из фольги толщиной 0,025; 0,05; 0,075 мм, шириной 6—7 мм и длиной на 5 мм короче ширины вкладыша. Пластинку, смазанную маслом, укла­дывают между шейкой вала и вкла­дышем, затягивают болты крышки подшипника динамоме­трическим ключом с определенным для каждого двигателя моментом. Если при установке, например пластинки толщиной 0,025 мм коленчатый вал вращается слишком легко, значит зазор больше 0,025 мм и, следовательно, следует заменить пластину на следующий размер, пока вал не будет вращаться с ощутимым усилием, что соответ­ствует фактическому зазору между шейкой и вкладышем. При проверке одного подшипника болты остальных должны быть ослаблены. Аналогично проверяются все подшипники. Вместо латунной или медной пластин может использоваться специальная калиброванная пластмассовая проволока. Ее небольшой отрезок, равный ширине вкладыша, кладут на шейку в осевом направлении и прижимают крышкой шатуна или коренного подшипника в зависимости от того, где измеряется зазор. Осторожно, чтобы проволока не сдвинулась, закрепляют крышку и зажимают ее с использованием сборочного момента затяжки. Проволока сплющивается. Затем снимают крышку и по измененной толщине проволоки оценивают зазор в сопряжении, сопоставляя толщину сплющенной проволоки со шкалой, нанесенной на продажной упаковке проволоки.

Поверхность шеек коленчатого вала не должна иметь задиров. При наличии задиров и износа заменяют или восстанавливают коленчатый вал.

Перед сборкой вкладыши требуемого размера промывают, протирают и устанавливают в постели коренных и шатунных подшипников, предварительно смазав поверхность вкладыша и шейки моторным маслом.

Регулировка осевого люфта колен­чатого валау ряда двигателей производится подбором упорных шайб. Зазор между передним упорным торцом коленчатого вала и задней упорной шайбой должен быть в пределах 0,075—0,250 мм.

У двигателей ЯМЗ осевой зазор коленчатого вала регулируют в зави­симости от длины задней коренной шейки путем установки полуколец. Осевой зазор в упорном подшипнике должен быть 0,08—0,23 мм.

В процессе эксплуатации вслед­ствие износов осевой зазор увеличивается. При ТР его регулируют, устанавливая упорные шайбы или полукольца ремонтных размеров. Они по сравнению с номиналь­ным размером имеют увеличенную (соответственно на 0,1; 0,2; 0,3 мм) толщину.

Основными неисправностями голо­вок и блокаявляются трещины на поверхности сопряжения с блоком цилиндров, трещины на рубашке охлаждения, коробление поверхности сопряжения с блоком цилиндров, износ отверстий в направляющих втулках клапанов, износ и раковины на фасках седел клапанов, ослабление посадки седел клапанов в гнездах.

Трещины длиной не более 150 мм, расположенные на поверхности со­пряжения головки цилиндров с бло­ком, заваривают. Перед сваркой в концах трещин головки, изготовленной из алюминиевого сплава, сверлят отверстия диаметром 4 мм и разделывают ее по всей длине на глубину 3 мм под углом 90 е . Затем головку нагревают в электропечи до 200 °С и после зачистки шва металлической щеткой заваривают трещину ровным швом постоянным током обратной полярности используя специальные электроды.

При газовой сварке используют проволоку марки АЛ4 диаметром 6 мм, а в качестве флюса применяют АФ-4А. После заварки удаляют остатки флюса со шва и промывают его 10 %-ным раствором азотной кислоты, а потом горячей водой. Окончательно шов зачищают заподлицо с основным металлом шлифовальным кругом.

Трещины длиной до 150 мм, расположенные на поверхности рубашки охлаждения головки цилиндров, заделывают эпоксидной пастой. Предварительно трещину разделывают так же, как для сварки, обезжиривают ацетоном, наносят два слоя эпоксидной композиции, смешанной с алюминиевыми опилками. Затем головку выдерживают в течение 48 ч при 18—20 °С.

Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устра­няют шлифованием или фрезерова­нием. После обработки головки проверяют на контрольной плите. Щуп толщиной 0,15 мм не должен проходить между плоскостью головки и плитой.

При износе отверстий в направ­ляющих втулках клапанов их заме­няют новыми. Отверстия новых втулок разворачивают до номиналь­ного или ремонтного размеров. Для выпрессовки и запрессовки направ­ляющих используют оправку и ги­дравлический пресс.

Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют притиркой или шлифованием. Притирку выполняют с помощью специальных устройств, позволяющих выполнять рабочему органу возвратно-поступательные и вращательные движения, электрической или пневматической дрелью, на шпинделе которой установлена присоска. Для притирки клапанов применяют пасту ГОИ или притирочную пасту (15 г микропорошка белого электрокорунда М20 или М12, 15 г карбида бора М40 и моторное масло). Притертые клапан и седло должны иметь по всей длине окружности фаски ровную матовую полоску не менее 1,5 мм.

Качество притирки проверяют избыточным давлением воздуха 0,15…0,20 МПа, создаваемым над клапаном. Оно не должно заметно снижаться в течение 1 мин.

Седла зенкуют, если восстановить фаски седел притиркой не удается. После зенкования рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразив­ными кругами под соответствующий угол, а затем притирают клапаны. Для восстановления седел также могут использоваться специальные приспособления с набором фрез для формирования рабочей и вспомогательных фасок, имеющих различные углы наклона. При наличии на фаске раковин и при ослаблении посадки седла в гнезде головки блока его выпрессовывают с помощью съемника. Отверстие растачивают под седло ремонтного размера. Изго­товленные из высокопрочного чугуна седла ремонтного размера запрессо­вывают с помощью специальной оправки в предварительно нагретую головку блока, а затем зенкерованием формируют фаску седла.

Характерными неисправностями клапанов являются износ и раковины на фаске клапана, износ и дефор­мация стержней клапанов, износ торца клапана. При дефектации клапанов проверяют прямолиней­ность стержня и биение рабочей фаски головки относительно стержня. Если биение больше допустимого, клапан правят. При износе стержня клапана его шлифуют под ремонтный размер на бесцентрово-шлифовальном станке. Изношенный торец стержня клапана шлифуют на заточном станке.

Направляющие втулки клапанов изнашиваются по внутренней поверхности. При достижении зазора между стержнем клапана и направляющей втулкой более 0,15…0,20 мм проводят ее восстановление. Если для ремонта двигателя предусмотрен выпуск клапанов ремонтных размеров, то втулку разворачивают под новый ремонтный размер. В противном случае - втулку заменяют.

Изношенные бронзовые втулки в коромыслах заменяют новыми и растачивают до номинального или ремонтного размера.

На специализированных участках осуществляют ремонт коленчатых и распределительных валов. Изношенные коренные и шатунные шейки коленчатых валов, а также опорные шейки распределительных валов шлифуют под ремонтные размеры. После шлифования шейки полируют абразивной лентой. Изношенные кулачки распределительного вала шлифуют на копировально-шлифовальном станке.

Дата добавления: 2016-07-05 ; просмотров: 2561 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Материалы: http://poznayka.org/s29015t1.html