Ремонт шатунов
Шатуны большинства автотракторных двигателей изготавливают из сталей 45, 40Х, 40Г и др. Основные дефекты шатунов: изгиб и скручивание стержня; износ отверстия нижней головки шатуна, втулки и отверстия верхней головки под втулку; износ опорных поверхностей крышки под гайки шатунных болтов и др.
Шатуны выбраковывают при наличии трещин, обломов, аварийных изгибов. Кроме того, шатуны двигателей СМД-60, СМД- 64 и их модификаций выбраковывают, если смяты треугольные шлицы на опорных поверхностях разъема нижней головки.
Изгиб и скрученность шатунов проверяют при помощи индикаторных и оптических приспособлений. В мастерских общего назначения для проверки шатунов используют приспособление КИ-724, которое является универсальным и позволяет контролировать шатуны двигателей разных марок. Перед проверкой в отверстие плиты 4 приспособления вставляют оправу 7. При этом опорная поверхность 8 оправки для нижней головки шатуна должна находиться вверху, а зажимной палец 5 — внизу. Шатун без втулки верхней головки закрепляют на оправке 7. В отверстие верхней головки шатуна предварительно вводят малую оправку приспособления. Установив призму 2 на малую оправку, перемещают шатун вместе с оправкой и призмой до тех пор, пока упор призмы не коснется поверхности плиты. В таком положении закрепляют оправку рукояткой 6. Затем снимают шатун с приспособления, а призму с индикатором устанавливают на оправку 7 и перемещают, пока упор призмы не коснется поверхности плиты и стрелка индикатора не повернется на 1,0-1,5 оборота. В этом положении стрелку верхнего индикатора устанавливают на ноль. Поворачивают призму на оправке так, чтобы измерительный стержень нижнего индикатора и второй упор соприкасались с плитой, и устанавливают на ноль стрелку другого индикатора.
Устанавливают шатун на оправке 7 так, чтобы его нижняя головка уперлась в ограничитель 3. Ставят призму на малую оправку верхней головки шатуна и подводят ее к плите. При касании упора призмы стрелка верхнего индикатора покажет величину изгиба в сотых долях миллиметра на длине 100 мм. Повернув призму другой стороной, нижним индикатором определяют величину скрученности шатуна.
Для шатунов дизелей всех марок изгиб не должен превышать 0,05 мм, а скрученность — 0,08 мм на длине 100 мм (расстояние между упором призмы и измерительным стержнем индикатора). Допустимый изгиб шатунов автомобильных двигателей 0,03 мм, допустимая скрученность 0,06 мм.
Шатуны, имеющие изгиб или скрученность, выходящие за допустимые значения, восстанавливают или выбраковывают. Допускается правка с подогревом стержня пламенем газовой горелки до температуры 450-500°С. Подогрев снимает внутренние напряжения в стержне шатуна, которые во время работы двигателя стремятся возвратить шатун в исходное (деформированное) состояние.
Износ отверстий нижней головки шатуна устраняют несколькими способами в зависимости от степени износа. Перед восстановлением проверяют опорные поверхности под головки шатунных болтов и гаек, а также плоскости разъема.
Опорные поверхности фрезеруют до выведения следов износа. Смятые или изношенные плоскости разъема фрезеруют или шлифуют до получения параллельности плоскостей с образующей отверстия. Непараллельность допускается не более 0,02 мм на всей длине плоскостей разъема.
Если слой металла, снятый шлифованием с плоскостей разъема крышки, не превышает 0,3 мм, а с плоскостей разъема шатуна 0,2 мм для дизелей и соответственно 0,4 и 0,3 мм для карбюраторных двигателей, то шатун собирают, затягивают гайки с нормальным усилием затяжки и растачивают, а затем шлифуют до номинального размера.
Если отверстия под вкладыши в шатунах изношены настолько, что с плоскостей разъема требуется снимать слой металла больший, чем указано выше, то отверстия восстанавливают наращиванием слоя металла (железнение, газопламенное напыление и др.) с последующей обработкой под номинальный размер.
Изношенное отверстие под втулку в верхней головке шатуна растачивают или развертывают до выведения следов износа и запрессовывают втулку увеличенного размера по наружному диаметру. Отверстие под втулку растачивают на станке УРБ-ВП-М или на токарном станке с помощью специального приспособления. После расточки втулку раскатывают роликовыми раскатниками на тех же станках. При растачивании оставляют припуск на раскатку 0,04-0,06 мм. Процесс раскатки уменьшает шероховатость поверхности и увеличивает прочность посадки втулки на 70—80%.
Изношенные втулки верхней головки шатуна восстанавливают обжатием с последующим наращиванием наружной поверхности меднением, осадкой в шатуне, термодиффузионным цинкованием с последующей механической обработкой.
Проверка состояния поршневой группы — бортжурнал Mercedes-Benz S-class Unhidden 1984 года на DRIVE2
Поскольку мотор пришлось разобрать, даже не попытавшись его провернуть, то компрессию измерить оказалось не возможным. Чем больше я разбираю, тем больше вопрос, а стоит ли игра свеч?
Поскольку нижняя крышка мотора снята, можно посмотреть задиры на стенках цилиндров изнутри. Конечно всей картины это не прояснит, но серьёзный износ констатировать можно.
Визуально вроде ОК!
Уже не плохо, для подробного анализа одолжу на работе камеру-змею и через свечные отсеки загляну.
А что касается колец? Ну скорей всего они целые, но могли залипнуть. По совету ребят с сервиса решил проверку сделать КЕРОСИНОМ. Помучался с поиском столь редкой в нашу эпоху жидкости… нашёл в строительном магазине и ещё одной заправке. В общем залив керосин в цилиндры по просачиваемости его можно определить насколько большие зазоры между кольцом, поршнем и стенкой цилиндра. Конечно, течь будет, но не ручьём. Всё же зазоры должны быть. Заодно промыть мазуту всю осевшую.
Подставив таз начал заливать шприцом… дал постоять пол часика, залил ещё, и начал понемногу проворачивать коленвал гаечным ключом. При помощи фильтрации керосин пропустил таким образом пару раз через цилиндры. Результат… капало, но не критично. КОЛХОЗ-проверка так себе, но хуже не станет. На всё ушло порядка 1л керосина. Как мне сказали потом, нужно было смешать 1:1 КЕРОСИН и АЦЕТОН. Отличное средство для устранения сажи!
Цилиндр и поршень проверяются внешним осмотром на предмет неравномерного износа, наличия трещин и повреждений. Кроме того, измерением проверяется износ поршня и сравнивается с предельным значением износа, которое приводится в Руководстве по ремонту. Если даже величина износа наход
приводится в Руководстве по ремонту. Если даже величина износа находится в допустимых пределах, поршень подлежит замене при наличии повреждений или неравномерного износа. Аналогично, даже при отсутствии повреждений или неравномерного износа поршень нужно заменить, если его износ превысил допустимую величину.
• Царапины и другие повреждения на поверхности поршня
Способ снижения износа цилиндропоршневой группы двигателя
Изобретение может быть использовано для снижения износа цилиндро-поршневой группы двигателя. Сущность изобретения: при работе двигателя мелкодисперсная присадка всасывается работающим двигателем вместе с потоком поступающего в двигатель воздуха из емкости, помещенной непосредственно в потоке всасываемого в двигатель воздуха, т.е. непосредственно во впускном тракте двигателя.
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам снижения износа цилиндро-поршневой группы (ЦАГ) двигателя.
Известен способ фрикционного латунирования, при котором поверхность деталей покрывают тонким слоем латуни (меди, бронзы) под действием сил трения, используя токарный станок, а также специальные оправки, в которых соответствующие прутки (например, латунный Л-62) прижимают к обрабатываемой поверхности.Недостатком способа является необходимость разборки двигателя, что связано с увеличением трудоемкости и временных затрат.Известен способ с введением присадки в топливо.Недостатком его является возможность засорения карбюратора и других элементов двигателя.Известен способ с применением присадки ОМП-2 на основе глицерата меди в маслах (15 по объему). Трущиеся поверхности при этом покрываются налетом меди. Однако возможно засорение тракта и выпадение присадки в осадок.Известен способ с применением поверхностно активных (ПАВ) и химически активных (ХАВ) веществ, добавляемых в качестве присадки к маслам Недостатки этого способа те же, что и у способов Известен способ снижения ЦПГ двигателя путем введения присадки, снижающий износ вышеупомянутой группы во впускной тракт двигателя (в виде эмульсии) При этом необходимо сложное устройство для смешивания присадки с жидкостью, ее перекачки, дозирования и впрыска, что затрудняет реализацию способа.Задача изобретения упрощение технологии введения присадки, снижение cтоимости реализации, обеспечение постоянства введения присадки в работающий двигатель, повышение надежности введения присадки.Задача решается тем, что в способе снижения износа ЦПГ двигателя путем введения присадки, снижающей износ вышеупомянутой группы по впускной тракт двигателя, емкость с мелкодисперсной присадкой помещают непосредственно в потоке всасывающего работающим двигателем воздуха.Пример. Предлагаемый способ реализован следующим способом. На тракте всасываемого воздуха в ДВС с рабочим объемом цилиндров 1500 см3 (ВАЗ 2103) сразу за фильтром устанавливают рабочую емкость (пакетик из тканого материала), в которой находится смесь нафталина и мелкого порошка бронзы (пудра) в весовом процентном соотношении 70:30. Общий вес смеси в емкости 20 г.Во время работы двигателя смесь засасывалась в цилиндры, образуя равномерный антифрикционный налет на трущихся деталях ЦПГ.Замену рабочей емкости со смесью производят через каждые 10000 км пробега.Использование предлагаемого способа по сравнению с существующими обеспечивает следующие преимущества: Cущественно упрощается технология проведения работ. Установка рабочей емкости занимает 2 3 мин, что по сравнению с известными способами более чем на порядок или два меньше.Существенно повышается надежность и КПД двигателя, так как исключается возможность засорения топливного или масляного трактов, а также устраняется возможность выпадения присадки в осадок.В несколько раз снижается стоимость присадки, поскольку применяются дешевые и достаточно распространенные вещества и материалы, например бронзовая пудра и нафталин, в количестве несколько десятков граммов.Использование предлагаемого способа на машинах ВАЗ с рабочим объемом цилиндра 1500 см3 позволило увеличить ресурс до первого капремонта на 50 70% При этом затраты на обучение и освоение способа также существенно меньше.Источники информации 1. Гаркунов Д.Н. Крагельский И.В. Поляков А.А. Избирательный перенос в узлах трения. М. Транспорт, 1969.2. Суранов Г.И. Уменьшение износа автотракторных двигателей при пуске. М. Колос, 1982, с. 68-69.3. Теркунов А.Г. Мороз В.Е. Черновол М.И. Ускоренная приработка двигателей. Техника в сельском хозяйстве, 1979, N 20.4. Суранов Г.И. Уменьшение износа автотракторных двигателей при пуске. М. Колос, 1982, с. 64-65.5. Патент США N 3145694, кл. F 02 B 77/04, опубл. 1964.
Формула изобретения Способ снижения износа цилиндропоршневой группы двигателя путем введения присадки, снижающей износ вышеупомянутой группы, во впускной тракт двигателя, отличающийся тем, что емкость с мелкодисперсной присадкой помещают непосредственно в потоке всасываемого работающим двигателем воздуха.
Особенности подборки и замены ЦПГ.
Приобретая комплект ЦПГ(иногда он называется гильзо-поршневая группа), не забудьте взвесить все поршни и шатуны. Если вы меняете шатуны, взвесьте новые, если нет, взвесьте старые. Разница в весе пары поршень-шатун для любого цилиндра не должна превышать 3-5 грамм. При разнице 10-15 грамм двигатель будет трястись во время работы. Разница в 20 и больше грамм будет сокращать ресурс мотора. Возможно удастся компенсировать разницу в весе используя более тяжелые шатуны с самыми легкими поршнями, и самые легкие шатуны с самыми тяжелыми поршнями.
Удобней менять ЦПГ на снятом двигателе. Замена ЦПГ на двигателе, установленном на автомобиле возможна лишь на моторах, в которых вставные гильзы можно просто выбить.
Износ деталей цилиндро-поршневой группы
Цилиндро — поршневая группа
Цикл исследований интенсивности износа деталей цилиндро-поршневой группы двигателей ЯМЗ включал изучение влияния температуры охлаждающей жидкости на интенсивность износа, а также дисперсного состава пыли, ее физических свойств и концентрации в воздушном заряде на закономерности износа цилиндров.
В результате методических опытов первой группы было установлено, что работа дизелей ЯМЗ при низкой температуре охлаждающей жидкости не приводит к значительному повышению темпа износа.
В то же время опыты второй группы выявили, что износ цилиндров в значительной мере зависит от количества абразивных частиц.
В процессе отработки методики было оценено влияние на износ качества вводимой в дизель пыли.
При подборе пыли для форсированных испытаний двигателей ЯМЗ пыль различного дисперсного состава была разбита по размерам частиц, составляющих 90 % общей массы пыли, на три группы: -до 25 мкм, -до 10 мкм, — до 3 мкм.
Методические опыты выявили рассеивание износа цилиндров испытываемого дизеля при средней подаче пыли в цилиндр 1 г/ч и необходимость в общем случае применения статистических методов оценки износа.
В результате этих опытов установлено, что наибольший темп износа гильз цилиндров и поршневых колеи наблюдается при использовании пыли группы /, приготовленной из кварцевого песка с удельной поверхностью 5600 см2/г (ГОСТ 8002-62). Обычно эта пыль применяется для испытаний воздухоочистителей.
В следующем цикле методических опытов был сопоставлен характер и интенсивность износа при подаче пыли непосредственно в цилиндры и через воздухоочиститель. В первом случае ввод пыли во впускной патрубок каждого цилиндра осуществлялся через трубки пыледозатором НАТИ (Научно – исследовательского тракторного института), во втором пыледозатор подавал пыль в воздух, поступающий в воздухоочиститель.
Непосредственно во впускные патрубки вводили 0,08 г/ч пыли, что в условиях продолжительности цикла испытаний 100-150 ч обеспечивает малую относительную погрешность оценки износостойкости исследуемых вариантов деталей. К недостаткам данного метода испытаний следует отнести несоответствие эпюр износа цилиндров, полученных во время форсированных испытаний, эпюрам износа, построенным по результатам обычной длительной эксплуатации. Однако ввиду однородности распределения пыли по цилиндрам, а также возможности интенсификации износа в заданных пределах описываемый метод был применен для проведения сравнительных испытаний различных вариантов деталей цилиндропоршневой группы. Чтобы еще более ускорить отборочные испытания при подаче пыли во впускной патрубок, каждый испытываемый двигатель комплектовали несколькими деталями сравниваемых вариантов.
Испытания с вводом пыли в воздух перед воздухоочистителем проводились при двух дозировках ее: 1 и 0,5 г (м8). В обоих случаях дизель оборудовался серийными инерционно-масляными воздухоочистителями. Предельно допустимый износ гильз цилиндров достигался после испытаний продолжительностью 30-40 мото-часов. Однако и при данных испытаниях характер износа гильз цилиндров значительно отличается от такового при обычной эксплуатации дизелей. Уменьшение дозировки пыли до 0,5 г/(м3) привело к снижению темпа износа в 3-4 раза но сравнению с темпом износа при дозировке 1 г/(м3). Форма эпюры износа при этом приблизилась к эпюре износа, получаемой при эксплуатации дизеля.
Таким образом, форсированные стендовые испытания на износ деталей цилиндропоршневой группы с подачей 0,5 г/(м3) пыли перед воздухоочистителем позволили в течение 150 ч имитировать износ гильз цилиндров, близкий как но величине, так и по форме эпюры к износу при пробеге автомобилем 120-150 тыс. км. Недостатком данного метода является неравномерность распределения пыли, прошедшей через воздухоочиститель, по цилиндрам двигателя, вследствие чего нельзя одновременно испытывать детали нескольких вариантов. Кроме того, показатели воздухоочистителей не являются достаточно стабильными для обеспечения воспроизводимости результатов опытов при разных системах воздухоподачи. Эти недостатки метода компенсируются возможностью осреднения износа по большому числу цилиндров.
Ввиду этого данный метод был применен в исследованиях по повышению моторесурса дизелей ЯМЗ в основном для прогнозирования изменения ресурса деталей цилиндропоршневой группы в результате конструктивных и технологических мероприятий.
Особенности подборки и замены ЦПГ.
Приобретая комплект ЦПГ(иногда он называется гильзо-поршневая группа), не забудьте взвесить все поршни и шатуны. Если вы меняете шатуны, взвесьте новые, если нет, взвесьте старые. Разница в весе пары поршень-шатун для любого цилиндра не должна превышать 3-5 грамм. При разнице 10-15 грамм двигатель будет трястись во время работы. Разница в 20 и больше грамм будет сокращать ресурс мотора. Возможно удастся компенсировать разницу в весе используя более тяжелые шатуны с самыми легкими поршнями, и самые легкие шатуны с самыми тяжелыми поршнями.
Удобней менять ЦПГ на снятом двигателе. Замена ЦПГ на двигателе, установленном на автомобиле возможна лишь на моторах, в которых вставные гильзы можно просто выбить.
Подбор поршня к цилиндру
Особенности устройства
Комплектовка и сборка поршня с шатуном двигателя ВАЗ
Поршень изготовлен из алюминиевого сплава и покрыт слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте коническая. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу и на расстоянии 52,4 мм от днища поршня.
Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя. Поэтому для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка «П», которая должна быть обращена в сторону передней части двигателя.
Поршни ремонтных размеров с 1986 г. для всех моделей двигателей изготавливаются с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. До 1986 г. выпускались поршни следующих ремонтных размеров: для двигателей 2101 и 2103 — с увеличением на 0,2; 0,4 и 0,6 мм; для 2105 и 21011 —с увеличением на 0,4 и 0,7 мм.
Поршневые кольцаизготовлены из чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца хромирована и имеет бочкообразную форму. Нижнее компрессионное кольцо — скребкового типа (с выточкой по наружной поверхности), фосфатированное. Маслосъемное кольцо имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель).
Поршневой палец— стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня.
Шатун — стальной, кованый, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывается вместе с крышкой, поэтому при сборке цифры на шатуне и крышке должны быть одинаковы.
Расчетный зазор между поршнем и цилиндром (для новых деталей) равен 0,05—0,07 мм. Он определяется промером цилиндров и поршней и обеспечивается установкой поршней того же класса, что и цилиндры. Максимально допустимый зазор (при износе деталей) — 0,15 мм. Примечание. Диаметр поршня измеряется в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 52,4 мм от днища поршня. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е) через 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец — на три категории через 0,004 мм. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня.
Если у двигателя, бывшего в эксплуатации, зазор превышает 0,15 мм, то необходимо заново подобрать поршни к цилиндрам, чтобы .зазор был возможно ближе к расчетному.
В запасные части поставляются поршни классов А, С, Е. Этих классов достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с небольшим перекрытием размеров.
Сборка. Перед сборкой подберите палец к поршню и шатуну. У новых деталей класс отверстий под палец в шатуне и поршне должен быть идентичен классу пальца. У деталей бывших в эксплуатации, для правильного сопряжения необходимо, чтобы поршневой палец, смазанный моторным маслом, входил в отверстие поршня или шатуна от простого нажатия большого пальца руки и не выпадал из него. Выпадающий палец замените другим, следующей категории. Если в поршень вставлялся палец третьей категории, то замените поршень палец и шатун.
Сборка шатунно-поршневой группы выполняется в порядке, обратном разборке. После установки поршневого пальца смажьте его моторным маслом через отверстия в бобышках поршня. Поршневые кольца устанавливайте в следующем порядке. Смажьте моторным маслом канавки на поршне и поршневые кольца. Ориентируйте поршневые кольца так, чтобы замок верхнего компрессионного кольца располагался под углом 45° к оси поршневого пальца, замок нижнего компрессионного кольца — под углом приблизительно 180° к оси замка верхнего компрессионного кольца, а замок маслосъемного 1 кольца — под углом приблизительно 90° к оси замка верхнего компрессионного кольца Нижнее компрессионное кольцо устанавливайте выточкой вниз. Если на кольце нанесена метка «Верх» или «ТОР», то кольцо устанавливайте меткой вверх (к днищу поршня). Перед установкой маслосъемного кольца проверьте, чтобы стык пружинного расширителя располагался со стороны, противоположной замку кольца.
Симптомы, указывающие на износ цилиндро-поршневой группы
На идею замены поршневых колец автовладельца могут натолкнуть следующие признаки неисправности цилиндро-поршневой группы:
- повышенный расход масла.
- увеличение давления картерных газов, дымление через сапун;
- заброс масла через систему вентиляции картера на всасывание (воздушный фильтр постоянно грязный от смазки);
- повышение расхода топлива;
- падение мощности;
- сизый дым из выхлопной трубы.
Последнее замечание справедливо, но нужно знать, что масло, попавшее в камеру сгорания через ЦПГ, сгорает полнее, чем то, которое попадает через маслосъемные колпачки. Если на трогании с места или при переключениях передач из трубы автомобиля начинают вырываться клубы сизого дыма, но при этом не повышено давление картерных газов, в поршневую группу лезть еще рано.
Ухудшение пуска при износе ЦПГ наиболее характерно для дизельных двигателей. Их принцип действия — воспламенение от сжатия. Поэтому, если необходимое давление не создается, машина отказывается заводиться. Среди симптомов неисправностей цилиндро-поршневой группы у бензиновых моторов плохой запуск явно не на первом месте.
Принцип работы
Во время рабочего хода поршня давление прижимает первое компрессионное кольцо к нижней стенке канавки. Сверху него образуется зазор, в который устремляются газы. Зайдя за кольцо, они отталкивают его от поршня и прижимают к стенке цилиндра. Создается надежное уплотнение и интенсивный отвод тепла от поршня.
При залегании колец и заполнении зазоров нагаром, деталь недостаточно прижимается к гильзе, хуже уплотняет и не может отвести тепло. Результатом является расход масла, падение мощности, прорыв газов в картер и местный перегрев поршня.
Часть газов, прошедших в тепловой зазор, упирается во второе компрессионное кольцо. Оно тоже тормозит их продвижение, а также помогает маслосъемному снимать масляную пленку. Маслосъемное кольцо гонит перед собой смазку вниз по втулке цилиндра, возвращая его в поддон через отверстия в кольцевой канавке поршня. Устройство поршневых уплотнений может быть различным, в зависимости от идей, заложенных разработчиками: отличаются их сечения, конфигурации замков и так далее. Задача владельца автомобиля — корректно их эксплуатировать, ну а тех, кто занимается ремонтом — знать, как правильно установить поршневые кольца.
