Ремонт и техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма
Ремонт кривошипно-шатунного механизма заключается в замене или ремонте его деталей. Ремонт, как правило, осуществляется со снятием двигателя с автомобиля. Не снимая двигатель с автомобиля, можно только производить снятие или установку крышки головки блока цилиндров, головки блока цилиндров, поддона масляного картера, а также замену их прокладок. При установке вышеперечисленных деталей затяжка гаек и болтов их крепления осуществляется в определенном порядке в соответствии с общим правилом крепления корпусных деталей: от центра к периферии методом крест-накрест. Такой способ затяжки позволяет обеспечить герметичность креплений и всего механизма.
Крышку головки цилиндров снимают и устанавливают в том случае, если есть необходимость замены или ремонта головки цилиндров двигателя, при подтяжке гаек и болтов ее крепления, при замене прокладки головки блока. Кроме того, крышку головки цилиндров необходимо снимать при техническом обслуживании и ремонте газораспределительного механизма (регулировке зазоров клапанов, замене маслоотражательных колпачков и других деталей газораспределения). Снятие и установка крышки цилиндра производится аккуратно, чтобы не повредить прокладку крышки, кроме того, при ремонте двигателя желательно иметь запасную прокладку крышки для замены в случае повреждения ее при разборке или на тот случай, если старая прокладка окажется поврежденной в процессе эксплуатации двигателя. Кроме этого запасная прокладка может понадобиться в том случае, если старая резиновая прокладка потеряет свои уплотняющие свойства из-за затвердевания.
Снятие и установка головки блока цилиндров осуществляется в том случае, если необходимо произвести ее замену, при замене прокладки головки, ремонте газораспределительного механизма. Кроме этого головку блока цилиндров снимают в том случае, когда осуществляют удаление нагара со стенок камер сгорания и с днища поршней, а также если применение специальных веществ для удаления нагара не приносит результатов. Признаками отложения нагара являются перегрев двигателя и продолжение работы в течение нескольких секунд после выключения зажигания. Для того чтобы снять головку блока цилиндров, необходимо сначала слить охлаждающую жидкость, потом снять приборы, установленные на головке; отвернуть болты, при помощи которых она крепится к двигателю. После этого можно аккуратно снять головку, чтобы не повредить прокладку. В том случае, если прокладка прилипла к головке цилиндров, ее отделяют при помощи тонкой металлической пластины или тупого ножа. При удалении нагара нужно поочередно установить поршни в ВМТ, затем размягчить нагар ветошью, смоченной керосином, и после этого удалить образовавшийся нагар скребком из мягкого металла или из дерева. При удалении нагара со стенок камеры сгорания необходимо проделать те же самые операции.
Установка головки цилиндров производится в обратной последовательности. Перед установкой старой прокладки ее нужно натереть порошкообразным графитом для обеспечения герметичности. Однако лучше всего при каждом снятии-установке головки блока цилиндров производить замену старой прокладки на новую. После установки головки блока цилиндров необходимо произвести затяжку ее креплений к блоку. Затяжка креплений осуществляется на холодном двигателе при помощи динамометрического ключа с определенным моментом и в определенной последовательности. В процессе эксплуатации двигателя головка не нуждается в дополнительном подтягивании крепежных элементов, благодаря применению специальных болтов и установки безусадочной прокладки. Для ремонта и замены остальных деталей кривошипно-шатунного механизма необходимо снять двигатель с автомобиля и произвести полную или частичную его разборку. Для того чтобы определить пригодность детали к ее дальнейшему применению, необходимо произвести проверку технического состояния деталей кривошипно-шатунного механизма.
После этого необходимо провести измерение диаметров цилиндров и отверстий под коренные подшипники. Для этой операции применяют индикаторный нутромер. Если износ отверстий превышает допустимые значения, то блок цилиндров либо меняется на новый, либо растачивается под ближайший ремонтный размер. После такой расточки в блок цилиндров устанавливают поршни и поршневые кольца, соответствующие ремонтному размеру.
Техническое обслуживание кшм и грм
Является частью ТО двигателя и включает проверку и подтягивание креплений, диагностирование двигателя, регулировочные и смазочные работы.
Крепежные работы проводят для проверки состояния крепления всех соединений двигателя: опор двигателя к раме, головки цилиндров и поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопроводов и других соединений.
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 динамического ключа (см. рис. 4.). Момент и последовательность затяжки гаек установлены заводами – изготовителями. Чугунную головку цилиндров крепят в горячем состоянии, а из алюминиевого сплава – в холодном.
Рис. 4. Динамический ключ
1 – корпус; 2 – шкала; 3 – ручка; 4 — квадрат для торцевых головок; 5 – стрелка
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.
Диагностирование технического состояния КШМ и ГРМ на АТП осуществляют: по количеству газов, прорывающихся в картер; по давлению в конце такта сжатия (компрессии), по утечке сжатого воздуха из цилиндров, путем прослушивания двигателя с помощью стетоскопа.
Количество газов, прерывающихся в картере двигателя между поршнями с кольцами и цилиндрами, замеряют газовым расходометром, соединенным с маслоналивным патрубком. При этом картер двигателя герметизируют резиновыми пробками, закрывающими отверстия под масляный щуп и газоотводящую трубку системы вентиляции картера. Замеры проводят на динамометрическом стенде при полной нагрузке и максимальной частоте вращения коленчатого вала. Для нового двигателя количество прорывающихся газов в зависимости от модели двигателя составляет 16 – 28 л/мин. Несмотря на простоту метода, использование его на практике встречает затруднения, связанные с необходимостью создания полной нагрузки и непостоянным количеством прорывающихся газов, зависящим от индивидуальных качеств двигателя.
Наиболее часто диагностирование КШМ и ГРМ проводят компрессометром (см. рис. 5) путем измерения давления в конце такта сжатия, которое служит показателем герметичности и характеризует состояние цилиндров, поршней с кольцами и клапанов.
Рис. 5. Компрессометр
Наиболее совершенен метод определения состояния КШМ и ГРМ с помощью специального прибора по утечкам сжатого воздуха, принудительно подаваемого в цилиндр через отверстие под свечу.
Прослушивание с помощью стетоскопа шумов и стуков, которые являются следствием нарушения зазоров в сопряжениях КШМ и ГРМ, также позволяет провести диагностирование двигателя. Однако для этого требуется большой практический опыт исполнителя.
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 (см. рис. 4). При регулировке зазоров на двигателе ЗМЗ-53 поршень 1-го цилиндра на такте сжатия устанавливают в ВМТ, для чего поворачивают коленчатый вал до совмещения риски на его шкиве с центральной риской на указателе расположенном на крышке распределительных шестерен. 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: 1-5-4-2-6-3-7-8, поворачивается коленчатый вал при переходе от цилиндра к цилиндру на ¼ оборота. Существует и другой способ регулировки зазоров. Так, в двигателе ЗИЛ-130 после установки поршня 1-го цилиндра в ВМТ, для чего совмещают отверстие в шкиве коленчатого вала с меткой ВМТ, сначала регулируют зазоры у обоих клапанов 1-го цилиндра, выпускных клапанов 2, 4 5-го цилиндров, впускных клапанов 3, 7 и 8-го цилиндров. Зазоры у остальных клапанов регулируют после поворота коленчатого вала на полный оборот.
Рис. 6. Регулировка зазора между коромыслом и клапаном:
1 – тарелка пружины; 2 – клапан; 3 – коромысло; 4 – регулировочный винт; 5 – контргайка
Для регулировки зазоров в двигателе КамАЗ – 740 коленчатый вал устанавливают в положение, соответствующее началу подачи топлива в 1 – м цилиндре используя фиксатор, смонтированный в 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˚, 540˚, регулируя соответственно зазоры в 4 – м и 2 – м, 6 – м и 3 – м, 7 – м и 8 – м цилиндрах.
Нетрудно видеть, что независимо от способа установки коленчатого вала в исходную для регулировки позицию тепловой зазор в приводе каждого клапана проверяется и регулируется в положении, когда этот клапан полностью закрыт.
Ремонт кривошипно-шатунного механизма | ТО и ТР автомобиля
Восстановление коленчатого вала
Коленчатые валы большинства двигателей изготовлены штамповкой из стали 45, 40Х, 50Т и ДР-У некоторых двигателей валы изготовлены литьем из высокопрочного магниевого чугуна. Основными дефектами коленчатых валов являются износ коренных и шатунных шеек и изгиб вала. Реже встречаются повреждения резьбы, трещины, износы шпоночных канавок, отверстий под болты крепления маховика, посадочных мест под шестерню и шкив, маслосгонной резьбы.
Коленчатый вал выбраковывают при наличии трещин, за исключением небольших продольных трещин на коренных и шатунных шейках длиной до 3 мм. При износе коренных и шатунных шеек, выходящем за пределы последнего ремонтного размера, коленчатые валы дизелей также выбраковывают.
Необходимость восстановления коленчатого вала и замены подшипников определяют по превышению допустимых зазоров в подшипниках.
Перед ремонтом коленчатый вал промывают в моечной машине ОМ-36000. Особенно тщательно промывают полости для центробежной очистки масла и масляные каналы. С помощью магнитного дефектоскопа проверяют наличие трещин на шейках вала.
Изгиб вала устраняют специальной правкой местным наклепом.
Изношенные посадочные места под. шестерню или шкив восстанавливают наплавкой в среде углекислого газа проволокой Св-18ХГСА с последующей обработкой под номинальный размер.
Изношенные шпоночные канавки и отверстия под штифты для установки маховика заваривают полуавтоматом в среде углекислого газа проволокой Св-08Г2С. Шпоночную канавку фрезеруют на том же месте, чтобы не нарушить установку распределительных шестерен. Заваренные отверстия после зачистки торцовой поверхности на токарном станке просверливают, зенкуют и развертывают на сверлильном станке.
Наиболее распространенным способом восстановления коренных и шатунных шеек коленчатых валов является шлифование их под ремонтные размеры, установленные для каждой марки двигателя. Перед шлифованием шеек должны быть устранены все другие дефекты вала. Измеряют шейки в двух сечениях на расстоянии 10 мм от щек и в двух плоскостях: в плоскости кривошипа и перпендикулярно ей.
Для шлифования шеек коленчатых валов применяют универсальный шлифовальный станок 3A423, на котором можно шлифовать как коренные, так и шатунные шейки, или специализированные станки. Все шейки шлифуют под один ремонтный размер. Сначала шлифуют коренные шейки, а затем шатунные. За установочные базы при шлифовании коренных шеек принимают фаску отверстия под храповик и фаску или отверстие в торце вала под подшипник. Предварительно эти базы проверяют и при необходимости исправляют. Для проверки коленчатый вал устанавливают в центрах и измеряют его биение по неизношенным поверхностям. Радиальное биение шейки под шестерню и фланца маховика не должно превышать соответственно 0,03 и 0,05 мм.
При шлифовании шатунных шеек за установочные базы принимают шейку под шестерню и наружную цилиндрическую поверхность фланца маховика или прошлифованные крайние коренные шейки.
Перед шлифованием отверстия масляных каналов зенкуют на сверлильном станке или электродрелью со специально заправленным абразивным инструментом или сверлом диаметром 14-16 мм с твердосплавными пластинками.
При шлифовании шатунных шеек коленчатый вал устанавливают в трехкулачковых патронах центросместителей передней и задней бабок. С помощью центросместителей ось коренных шеек смещают относительно оси пинолей передней и задней бабок на величину радиуса кривошипа. Угловая ориентация вала осуществляется индикаторным приспособлением по шлифуемой шейке. Для восприятия усилия, создаваемого при врезании в шейку абразивного круга, и предугреждения прогиба вала применяют люнет.
Рис. Приспособление для установки вала при шлифовании шатунных шеек: 1 — призма; 2 — шатунная шейка; 3 — индикаторное устройство.
Шейки коленчатого вала шлифуют электрокорундовыми кругами на керамической связке зернистостью 16-60, твердостью СМ2, CI, СТ1 и СТ2. Режим шлифования: окружная скорость шлифовального круга — 25-35 м/с; окружная скорость вала — 18-25 м/мин (при шлифовании коренных шеек) и 7-12 м/мин (при шлифовании шатунных шеек), поперечная подача круга — 0,003-0,006 мм/об, продольная подача — 7-11 мм/об. С целью предотвращения образования микротрещин при шлифовании применяют обильное охлаждение.
Для получения шероховатости поверхности Ra 0,16-0,32 мкм после шлифования шейки полируют пастой ГОИ № 20-30 на установке ОР-26320 или на стенде 6749. На специализированных ремонтных предприятиях при больших программах ремонта для доводки шеек вместо полирования применяют суперфиниширование на специальном полуавтомате 3875К.
Шейки коленчатых валов автомобильных двигателей, вышедшие по размерам за пределы ремонтных, наплавляют автоматической наплавкой под слоем флюса и обрабатывают до номинальных размеров.
Восстановленные коленчатые валы подвергают динамической балансировке на специальной машине КИ-4274 или БМ-У4.
После шлифования и полирования шеек коленчатые валы и масляные каналы тщательно промывают и продувают сжатым воздухом.
При контроле восстановленных валов проверяют размеры, определяют конусообразность, овальность, бочко- и седлообразность всех шеек с помощью скобы, настроенной по концевым мерам. Взаимное расположение коренных и шатунных шеек, биение средних коренных шеек, поверхности фланца под маховик, биение поверхностей под шкив и шестерню, смещение осей шатунных шеек относительно общей плоскости, проходящей через первую коренную и первую шатунную шейки, а также радиус кривошипа определяют контрольными приспособлениями. Шероховатость поверхности определяют по образцам шероховатости.
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.
Рис. Приспособление КИ-724 для проверки шатунов: а — установка шатуна на приспособление; б — установка стрелки индикаторов на ноль; в — устройство оправки: 1 — шатун с крышкой; 2 — призма с индикаторами; 3 — ограничитель; 4 — плита; 5 — зажимной палец; 6 — рукоятка; 7 — оправка; 8 — опорная поверхность оправки; 9 — зажимной винт ограничителя.
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.
Газотермическое напыление коренных шеек коленчатого вала ЯМЗ 238. Роботизированный комплекс
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.
Ремонт поршней и пальцев
В большинстве двигателей поршни изготовлены из сплавов алюминия. В процессе эксплуатации в них возможны следующие дефекта: износ наплавляющей части (юбки) поршня, канавок под поршневые кольца и отверстий в бобышках под поршневой палец; задиры и трещины. Основной дефект поршневых пальцев — износ наружной поверхности под втулку верхней головки шатуна и под отверстия бобышек поршня, возможны трещины, сколы и забоины.
Поршни и поршневые кольца, изношенные свыше допустимых пределов размеров, не восстанавливают. При текущем ремонте изношенные отверстия бобышек развертывают под палец увеличенного размера. Чтобы сохранить соосность отверстий, их разворачивают специальной длинной разверткой за один проход. После развертывания проверяют диаметр отверстия индикаторным нутромером и перпендикулярность оси отверстий к оси (или образующей) поршня на специальных приспособлениях.
Текущий ремонт кшм и грм
Характерными работами при ТР КШМ и ГРМ является 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.
Замена гильз блока цилиндров производится в случаях, когда их износ превышает допустимый, при наличии сколов, трещин любого размера и задиров , а также при износе верхнего и нижнего посадочных поясков.
Извлечь из гильзы из блока цилиндров достаточно трудно. Поэтому их выпрессовывают с помощью специального съемника, захваты которого зацепляют за нижний торец гильз.
Перед запрессовкой новой гильзы ее необходимо подобрать по блоку цилиндров таким образом, 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.
Гильзы, установленные в блок без уплотнительных колец, должны свободно проворачиваться. Перед окончательной постановкой гильз следует проверить состояние посадочных отверстий под них в блоке цилиндров.
Гильзы, установленные в блок без уплотнительных колец, должны свободно проворачиваться. Перед окончательной постановкой гильз следует проверить состояние посадочных отверстий под них в блоке цилиндров. Если они сильно поражены коррозией или имеют раковины, необходимо отремонтировать их нанесением слоя эпоксидной смолы, смешанной с чугунными опилками, который после застывания прочистить заподлицо. Края верхней части блока, которые первыми соприкасаются с резиновыми уплотнительными кольцами при запрессовке гильзы, должны быть зачищены шлифовальной шкуркой для предотвращения повреждений уплотнительных колец в процессе запрессовки.
Гильзы с установленными на них резиновыми уплотнительными кольцами запрессовывают в блок цилиндров с помощью пресса. Можно это сделать и с помощью специального приспособления, устройство и работа которого ясны из рис. 7. При надевании уплотнительных колец их нельзя сильно растягивать, а также скручивать в канавке гильзы цилиндров.
Рис. 7. Приспособление для запрессовки гильзы
1— плита; 2 —винт; 3 —шпилька; 4 — опорный диск.
Замена поршней производится при образовании на поверхности юбки глубоких задиров, прогорании днища и поверхности поршня в зоне верхнего компрессионного кольца, при износе верхней канавки под поршневое кольцо больше допустимого.
Замену поршня делают без снятия двигателя с автомобиля: 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. Затем вынимают из отверстий в бобышках стопорные кольца, с помощью пресса выпрессовывают поршневой палец и отделяют поршень от шатуна. В случае необходимости тем же прессом выпрессовывают бронзовую втулку верхней головки шатуна.
Перед заменой поршня необходимо сначала подобрать его по цилиндру. Для этого необходимо выбрать поршень, размерная группа которого соответствует размерной группе гильзы (цилиндра), и проверить лентой – щупом зазор между поршнем и гильзой (см. рис. 8).
Рис. 8. Проверка зазора между поршнем и цилиндром
Для этого поршень вставляют в цилиндр головкой вниз так, чтобы край юбки совпадал с торцом гильзы, а лента – щуп, вставленная между гильзой и поршнем, находилась в плоскости, перпендикулярной оси пальца. Затем динамометром протягивают ленту – щуп и измеряют усилие протягивания, которое должно находится в пределах допустимого. Размеры лента – щупа и усилие протягивания для разных моделей двигателя приведены в инструкции по эксплуатации или в руководстве по ремонту.
При сборке двигателей, снятых с автомобиля, подбор поршней по цилиндрам осуществляется аналогическим образом, так же подбирают поршни при сборке двигателей на заводах – изготовителях.
При замене поршней на АТП, кроме подбора поршня по цилиндру, следует обеспечить соблюдение еще одного важного требования ТУ на сборку двигателей: диаметр отверстия в бобышках поршня, диаметр поршневого пальца и диаметр отверстия в бронзовой втулке верхней головки шатуна должна иметь одну размерную группу. Поэтому перед сборкой комплекта “поршень – палец — шатун” необходимо убедится, что маркировка, нанесенная краской, на одной из бобышек поршня, на торцах пальца и верхней головки шатуна выполнена одной краской.
Перед тем как соединять поршень с шатуном, последний необходимо проверить на параллельность осей головок. Делается это на контрольном приспособлении с индикаторными головками (см. рис.9).
Рис. 9. Приспособление для проверки и правки шатуна 1 — рукоятка для выбивания скалки; 2, 6 — малая и большая скалки; 3 — направляющие ползуна; 4 ~ индикаторы;. 5 — коромысло; 7 — стойки
При деформации превышающей допустимые пределы, шатун правят. Затем поршень помещают в ванну с жидким маслом, нагревают до температуры 60˚С и с помощью оправки запрессовывают поршневой палец в отверстия бобышек поршня в верхней головки шатуна. После запрессовки в канавки бобышек вставляют стопорные кольца.
Аналогическим образом, начиная со снятия головки блока цилиндров и поддона картера, поступают в случае необходимости замены втулки верхней головки шатуна, поршневого пальца и поршневых колец. 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.
Перед установкой поршня в сборе с шатуном в блоке цилиндров проводят установку комплекта поршневых колец в канавки поршня. Зазор между компрессионным кольцом и канавкой поршня определяется щупом (см. рис. 10), обкатывая кольцо по канавке поршня. Кроме того, кольца проверяют на просвет, для чего вставляют их в верхнюю неизношенную часть гильзы цилиндра и визуально оценивают плотность прилегания.
Рис. 10. Проверка зазора между кольцом и канавкой поршня
Зазор в замке определяют щупом (см. рис. 11) и в случае, когда он меньше допустимого, концы колец спиливают. После этого кольцо повторно проверяют на просвет и только потом с помощью специального приспособления, разжимающего кольцо за торцы в замке, устанавливают в канавки поршней.
Рис. 11. Проверка зазора в стыке поршневого кольца
Стыки (замки) соседних колец равномерно разводят по окружности. Компрессионные кольца на поршень устанавливают фаской вверх. При этом они должны свободно вращаться в канавках поршня. Установка поршней в сборе с кольцами в цилиндры двигателя осуществляется с помощью специального устройства.
Замена вкладышей коленчатого вала проводится при стуке подшипников и падении давления в масляной магистрали ниже 0,5 кгс/см2 при частоте вращения 500 – 600 об/мин. и исправно работающих в масляном насосе и редукционных клапанах. Необходимость замены вкладышей обусловлена диаметральным зазором в коренных и шатунных подшипниках: если он более допустимого, вкладыши заменяют новыми. Номинальный зазор между вкладышами и коренной шейкой должен составлять 0,026 – 0,12 мм, между вкладышами и шатунной шейкой 0,026 – 0,11мм в зависимости от модели двигателя.
Зазор в подшипниках коленчатого вала определяют с помощью контрольных латунных пластинок. Пластинку, смазанную маслом укладывают между шейкой вала и вкладышем, а болты крышки подшипника затягивают динамометрическим ключом с определенным для каждого двигателя моментом. При проверке одного подшипника болты остальных должны быть ослаблены. Так поочередно проверяются все подшипники.
Необходимо, чтобы на поверхности шеек коленчатого вала не было задиров. При наличии задиров и износа заменять вкладыши нецелесообразно. В этом случае необходима замена коленчатого вала.
После проверки состояния шеек коленчатого вала вкладыши требуемого размера промывают, протирают и устанавливают в постели коренных и шатунных подшипников, предварительно смазав поверхность вкладыша и шейки моторным маслом.
Основными неисправностями головки блока являются 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 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˚. 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.
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 течении 48ч. при 18–20˚С.
Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устанавливают шлифованием или фрезерованием. После обработки головки проверяют на конкретной плите. Щуп толщиной 0,15 мм не должен проходить между плоскостью головки и плитой.
При износе отверстий в направляющих втулках клапанов их заменяют новыми. Отверстиях 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 пневматической дрели, на шпинделе которой установлена присоска.
Для притирки клапанов применяют притирочную пасту (15г микропорошка белого электрокорунда М20, 15г карбида бора М40 и моторное масло М10Г2 или М10В2) или пасту ГОИ. Притертые клапан и седло должны иметь по всей длине окружности фаски ровную матовую полоску а≥1,5 мм.
Качество притирки проверяют также приборов (см. рис. 12), создающим над клапанов избыточное давление воздуха. После достижения давления 0,07 МПа оно не должно заметно снижаться в течении 1 мин.
Рис. 12. Проверка качества притирки клапанов
В случае когда восстановить фаски седел притиркой не удается, седла зенкуют с последующим шлифованием и притиркой. После зенкования рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующий угол, а затем притирают клапаны. При наличии на фаске раковин и при ослаблении посадки седла в гнезде головки блока его выпрессовывают с помощью съемника (см. рис. 13)а, а отверстие растачивают под седло ремонтного размера. Изготовленные из высокопрочного чугуна седла ремонтного размера запрессовывают с помощью специальной оправки (см. рис. 13б) в предварительно нагретую головку блока, а затем зенковками формируют фаску седла.
Рис. 13. Замена седла клапана
а — выпрессовывание седла съемником; б — запрессовывание седла; 1 — корпус съемника; 2 — натяжная гайка; 3 — шайба; 4 — винт разжимного конуса; 5 — специальная гайка с тремя лапками; 6 — стяжная пружина; 7 — разжимной конус лапок; 8 — лапка съемника; 9 и 12 — вставные седла; 10 — головка цилиндров; 11 — оправка.
Характерными неисправностями клапанов является 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 один из двух предусмотренных ТУ ремонтных размеров на бесцентрово – шлифовальном станке. Изношенный торец стержня клапана шлифуют “как чисто” на заточном станке.
Для шлифования изношенной фаски используют станки модели Р108. На нем же шлифуют цилиндрическую поверхность изношенных толкателей под один из двух предусмотренных ТУ ремонтных размеров, изношенные сферические поверхностей толкателей и коромысел.
Изношенные бронзовые втулки в коромыслах заменяют новыми и рассчитывают до номинального или ремонтного размера.
На крупных АТП и в автотранспортных объединениях, имеющих специализированные участки по восстановлению деталей, осуществляют ремонт коленчатых и распределительных валов. Изношенные коренные и шатунные шейки коленчатых валов, а также опорные шейки распределительных валов шлифуют под ремонтные размеры на круглошлифовальном станке. После шлифования шейки коленчатого и распределительного валов полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. Изношенные кулачки распределительного вала шлифуют на копировально – шлифовальном станке.
Ремонт деталей кривошипно-шатунного механизма — Техническое Обслуживание и Ремонт Автомобилей
§ 54. Ремонт деталей кривошипно-шатунного механизма
Блок цилиндров большинства двигателей изготавливается из серого чугуна со вставными мокрыми гильзами. Основными дефектами блока цилиндров являются: пробоины, сколы, трещины различного размера и расположения, износ цилиндров или деформации посадочных отверстий под гильзу, износ гнезд вкладышей коренных подшипников, гнезд клапанов, обломы шпилек, срыв резьбы в отверстиях.
Дефекты блока цилиндров устанавливают тщательным осмотром, обмером цилиндров и опрессовкой. Осмотром обнаруживают пробоины, сколы, заметные для глаза трещины, срывы резьбы, состояние зеркала цилиндров. Опрессовкой выявляют трещины, не замеченные при осмотре. Один из применяемых стендов для гидравлического испытания блока цилиндров показан на рис. 70. В рубашку охлаждения блока под давлением 4—5 кгс/см2 нагнетается вода. При этом на блок цилиндров должна быть установлена головка блока или вместо нее чугунная плита с резиновой прокладкой. Поворачивая раму стенда, осматривают блок и устанавливают, нет ли течи воды.
При наличии трещин, проходящих через зеркало цилиндров, клапанные гнезда и плоскость разъема, блок цилиндров бракуется. В доступных местах трещины заваривают. Предварительно концы трещин засверливают
сверлом диаметром 5 мм и разделывают по всей длине шлифовальным кругом под углом 90° на глубину 4/5 толщины стенки. Рекомендуется перед сваркой блок цилиндров нагреть до температуры 600—650°С. Трещину заваривают газовой сваркой, применяя нейтральное пламя, флюс и чугунно-медный присадочный пруток диаметром 5 мм. Шов должен быть ровным, сплошным и выступать над поверхностью основного металла не более 1,0—1,5 мм. После заварки блок цилиндров медленно охлаждают в термошкафу или в томильной яме, Заварку трещин можно осуществлять и без подогрева блока. В этом случае трещину заваривают электросваркой, применяя постоянный ток обратной полярности. Хорошие результаты получаются при заварке трещин между поясками цилиндров электродами, изготовленными из монель-металла, и следующем режиме сварки: сила тока — 120 А, напряжение 65—75 В.
Сварочный шов зачищают заподлицо с плоскостью основного металла напильником или наждачным кругом. Затем блок цилиндров подвергают опрессовке на стенде, проверяя герметичность сварочного шва. Течи воды через шов не допускаются.
Трещины и пробоины блока цилиндров можно заделывать эпоксидными пастами. Процесс заделки заключается в следующем. Поверхность блока с двух сторон трещины зачищают до блеска металлической щеткой или косточковой крошкой на установке для очистки деталей. На концах трещины просверливают отверстия сверлом диаметром 3—4 мм, нарезают в них резьбу и ввертывают заподлицо заглушки из медной или алюминиевой проволоки. Трещину обрабатывают под углом 60— 90° зубилом или абразивным кругом на глубину до 3/4 толщины стенки.
На поверхности блока вокруг трещины на расстоянии до 30 мм создают шероховатость путем насечки зубилом или дробеструйной обработкой. Ацетоном или бензином обезжиривают подготовленную поверхность блока. Шпателем последовательно наносят слои эпоксидной пасты на подготовленную сухую поверхность. Вначале наносят первый слой пасты толщиной до 1 мм, резко перемещая шпатель по поверхности блока. Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2 мм, тщательно втирая ее. Общая толщина слоя пасты на всей поверхности должна составлять 3—4 мм.
После заделки трещины блок цилиндров оставляют на 25—28 ч до полного затвердевания пасты. Процесс затвердевания пасты можно ускорить подогревом электрической отражательной печью до температуры 100°С или при приготовлении пасты осуществляют выпаривание отвердителя (полиэтиленполиамина) путем нагревания до температуры 105—110°С и последующей выдержки при данной температуре в течение 3 ч. Отремонтированную поверхность зачищают драчевым напильником или абразивным кругом. Подтеки пасты срубают зубилом.
Пробоины, поддающиеся ремонту, заделывают наложением заплат. Вначале осуществляют зачистку и обезжиривание краев и поверхности вокруг пробоин. Затем наносят пасту и накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прокатывают роликом. Расстояние от края заплаты до края пробоины должно быть не менее 15—20 мм. После этого наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10—15 мм со всех сторон. Заплату прикатывают роликом. В такой последовательности накладывают до восьми слоев стеклоткани. Последний слой заплаты покрывают пастой для защиты его от повреждений.
Пробоины можно заделывать приваркой заплат, изготовленных из мягкой стали такой же толщины, что и стенка детали. Форма заплаты должна соответствовать форме поврежденного участка, а размеры ее на 1,5—2,0 мм меньше размера пробоины. Края пробоины и заплаты обрабатывают под углом. Заплату вначале приваривают в двух местах, а затем приваривают по всему периметру. Применяют электросварку и медные электроды, обернутые жестью. Рекомендуется герметизировать поврежденный участок эпоксидной смолой.
После восстановления пробоины заплатами и механической обработки нанесенного слоя пасты блок цилиндров подвергают опрессовке на стенде. Если в течение 5—6 мин просачивание воды не обнаруживается, то ремонт блока выполнен высококачественно.
Трещины рубашки охлаждения блока можно заделать постановкой штифтов. Порядок выполнения работ следующий. Вначале по концам трещины просверливают отверстия сверлом диаметром 4—5 мм. Затем этим же сверлом сверлят отверстия по всей длине трещины на расстоянии 7—8 мм одно от другого. Нарезают резьбу и ввертывают медные прутки на глубину, равную толщине стенки блока.
Прутки обрезают ножовкой, оставляя концы, выступающие на 1,5—2,0 мм над поверхностью детали. Сверлят отверстия между установленными штифтами так, чтобы они перекрывали их на 3/4 диаметра. Нарезают резьбу, ввертывают медные прутки и обрезают их ножовкой, оставляя соответствующие концы. Далее легкими ударами молотка концы штифтов расчеканивают, образуя плотный шов. Если требуется, то шов выравнивают напильником. Затем блок цилиндров подвергают опрессовке.
Блок цилиндров, имеющий сколы, допустимые для ремонта, восстанавливают наплавкой или приваркой заплаты.
Величину износа цилиндров или гильз определяют индикаторным нутромером (рис.71). Измерения делают в двух взаимно перпендикулярных направлениях и в трех поясах. Одно направление устанавливают параллельно оси коленчатого вала. Первый пояс располагается на расстоянии 5—10 мм от верхней плоскости блока, второй — в средней части цилиндра и третий — на расстоянии 15—20 мм от нижней кромки цилиндра. В зависимости от величины износа устанавливают вид ремонта. Обычно осуществляют растачивание и последующую доводку или постановку (запрессовку) гильз.
Вставные гильзы также можно ремонтировать расточкой с последующей окончательной обработкой хонингованием. Результаты исследований показали, что не менее,.80% гильз двигателя ЗИЛ-130, поступивших на авторемонтные заводы в первый раз, можно восстанавливать.
Растачивание является основным способом ремонта цилиндров и гильз. Цилиндры или гильзы обрабатывают до ремонтных размеров на расточных станках стационарного или переносного типа. Гильзы крепят в специальном приспособлении, установленном на столе расточного станка.
На рис. 72, а показано приспособление, применяемое при растачивании гильзы двигателя ЗИЛ-130. Гильза 6 устанавливается во втулке 7, которая расположена в корпусе 1 приспособления. Крепление осуществляется зажимами 3 и 5. Усилие зажима передается на гильзу через два сферических кольца 4 и 2.
После растачивания гильза подвергается хонингованию. Гильзу 6 (рис. 72,6) крепят на столе станка в специальном приспособлении, которое состоит из корпуса 1, двух втулок 7, выталкивающего устройства 8, установочного кольца 9 и зажимного болта 10.
При обработке хонинговальную головку, соединенную со шпинделем станка, вводят в обрабатываемое отверстие (бруски находятся в сжатом состоянии). Вначале осуществляют предварительное, а затем окончательное хонингование. Применяют хонинговальную головку с механическим, гидравлическим или пневматическим разжимным устройством.
На рис. 73 показана одна из конструкций хонинговальных головок с пневматическим приводом.
Пневматический привод обеспечивает постоянное давление брусков на стенки цилиндра, что повышает качество обработки и производительность процесса хонингования. При этом можно регулировать давление брусков на обрабатываемую поверхность и автоматизировать процесс разжатия брусков по мере изменения диаметра гильзы.
Для получения правильной геометрической формы цилиндра в процессе хонингования необходимо установить определенную длину хода головки. Она должна быть такой, чтобы абразивные бруски выходили за торец цилиндра на величину, не превышающую 0,2—0,4 их длины. При большей величине хода хонинговальной головки наблюдаются погрешности формы, в частности, вогнутость, а при меньшей величине хода — бочкообразность.
Хонингование осуществляется при непрерывной и обильной подаче смазочно-охлаждающей жидкости в зону обработай. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют керосин или смесь керосина с веретенным маслом.
Для предварительного хонингования рекомендуются бруски синтетических алмазов А10МХ50, а для окончательного хонингования — бруски БХ-100Х 11 Х9К38БС. Обработка ведется при режимах: окружная скорость вращения головки 280 об/мин, а скорость возвратно-поступательного движения — 90 двойных ходов в минуту. Припуск на предварительное хонингование устанавливают не более 0,08 мм, а для окончательного хонингования 0,04 мм.
Окончательная обработка цилиндров двигателя может быть осуществлена шариковыми раскатными головкам и, позволяющими получить поверхность требуемой точности и шероховатости. Процесс осуществляют после растачивания или одновременно за один проход обрабатывают отверстие цилиндра резцом и шариком головки.
Рекомендуется следующий режим резания и раскатывания: частота вращения — 450 об/мин; подача на 1 оборот — 0,08 мм; глубина резания — 0,25 мм; сила давления на шарик — 20 кгс.
Независимо от способа окончательной обработки цилиндров (гильз) их внутренний диаметр должен иметь один и тот же ремонтный размер.
Цилиндры можно восстанавливать запрессовкой гильз, если их износ превышает последний ремонтный размер или на стенках имеются глубокие риски и задиры. Для этого цилиндры обрабатывают под ремонтную гильзу, толщина которой должна быть не менее 3— 4 мм. В верхней части цилиндра растачивают кольцевую выточку под буртик гильзы. Гильзы запрессовывают с натягом 0,05—0,10 мм на гидравлическом прессе, опрессовывают и обрабатывают (растачивают и хонингуют) до номинального размера. Иногда гильзы обрабатывают под размер меньше номинального, чтобы использовать перешлифованные старые поршни.
Вставные гильзы выпрессовывают и запрессовывают при помощи специальных съемников.
Деформации гнезд коренных подшипников проверяют поверочной скалкой. Если она входит в гнезда и без больших усилий проворачивается, то деформации отсутствуют.
Износ, а также величину несоосности гнезд коренных подшипников можно установить специальным приспособлением. НИИАТ разработал приспособление для контроля соосности гнезд вкладышей коренных подшипников блоков двигателей ЗИЛ (рис. 74). Принцип работы его заключается в том, что скалка 2 при помощи втулок 3 фиксируется в гнездах вкладышей коренных подшипников. На скалке располагают (последовательно при вводе в гнезда) индикаторы для контроля каждого отверстия. Рычаги I индикаторных устройств вводят в измеряемое отверстие Индикаторы устанавливают на нуль и закрепляют на скалке. При вращении скалки отклонения стрелок индикаторов покажут удвоенную величину несоосности каждого отверстия.
Изношенные и деформированные гнезда вкладышей коренных подшипников растачивают до номинального размера. Снятые крышки подшипников обязательно маркируют (ставят номер блока цилиндров и порядковый номер крышки). Плоскости разъема крышки фрезеруют на определенную величину (0,6—0,8 мм) и контролируют индикаторным приспособлением. Так же фрезеруют внешний паз в крышке переднего и фасонный паз в крышке заднего коренного подшипника. Обработанные и принятые ОТК крышки собирают с блоком цилиндров соответственно их маркировке.
Собранный блок цилиндров с крышками устанавливают и закрепляют на плите расточного станка. Отверстия коренных подшипников растачивают за один проход резцами, укрепленными на борштанге до размера, установленного чертежом или техническими условиями. После расточки проверяют размеры отверстия, шероховатость поверхности и межцентровое расстояние между отверстиями коренных подшипников и втулками распределительного вала.
Ремонт головки блока цилиндров и клапанных седел. Основными дефектами головок блока цилиндров являются: трещины в различных местах, коробление поверхности сопряжения с блоком цилиндров, износ отверстий в направляющих втулках клапанов и резьбы, ослабление посадки седел клапанов в гнездах.
Головка блока цилиндров с деталями клапанного механизма работает в очень тяжелых условиях — при высоких температурах и воздействии механических и тепловых нагрузок.
Поэтому в зависимости от дефекта и места его расположения необходимо правильно установить способ ремонта. Трещины можно заделывать эпоксидными пастами, заваркой с общим подогревом головки, наложением заплат, штифтовкой.
Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устраняют шлифованием или фрезерованием с последующим шлифованием. При этом должна быть выдержана минимально допустимая глубина камеры сгорания, которая указывается в технических условиях. Величину коробления плоскости устанавливают на плите по краске или при помощи контрольной линейки и щупа.
Изношенные отверстия в направляющих втулках и под направляющие втулки клапанов обрабатывают развертками до номинального или ремонтного размера. При износе больше допустимой величины производят замену втулки.
Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют шлифованием или осуществляют замену седла. Производят притирку седла с клапаном или зенкование с последующим шлифованием и притиркой. При зенковании применяют комплект из четырех зенковок, имеющих углы наклона режущих кромок 30 или 45, 75 и 15°. Зенковки с углами 75 и 15° являются вспомогательными и применяются для получения необходимой рабочей фаски. На рис. 75 показана последовательность зенкования клапанного седла.
Рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующий угол. Для двигателя ЗИЛ-130 впускные клапаны шлифуют под углом 60°, а выпускные клапаны —под углом 45° к оси направляющих втулок. Ширина рабочей фаски седла клапана должна быть 1,5—2,0 мм для двигателей ГАЗ и 2,5—3,0 мм — для двигателей ЗИЛ.
При больших износах седла клапана, когда утопание калибра превышает допустимую величину, указанную в технических условиях, седло клапана заменяют новым. Для этого изношенное клапанное седло растачивают, а затем запрессовывают вставное седло клапана, расчеканивая его при помощи специальной оправки. Далее шлифуют или зенкуют рабочую фаску до получения требуемого размера. Затем осуществляют притирку с рабочей поверхностью клапана.
Притирку выполняют на специальных станках, которые полностью механизируют процесс и позволяют выполнять обработку всех клапанов одновременно. Для притирки применяют притирочную пасту или пасту ГОИ. Рекомендуется вначале притирку производить более грубой пастой. Тонкая паста применяется для получения окончательной чистовой поверхности. Притирка должна обеспечить плотное, герметичное соединение рабочих фасок клапана и седла, исключающее возможность проникновения газов. Притертые клапан и седло должны иметь по всей окружности фаски ровную матовую полоску а определенной ширины (рис. 76). Для двигателей ЗИЛ ширина полоски должна быть равной l/2 ширины рабочей фаски седла.
Качество притирки проверяют прибором (рис. 77), при помощи которого создают над клапаном избыточное давление воздуха (0,7 кгс/см2). Давление устанавливают по манометру и оно не должно заметно снижаться в течение 1 мин.
При ослаблении посадки седла клапана в гнезде его выпрессовывают, а отверстие растачивают для установки седла ремонтного размера. При выпрессовке применяют различные съемники. На рис. 78 показана одна из применяемых конструкций съемников.
Ремонт поршня.
Основными дефектами поршня являются нагар на днище и канавках, износ канавок под кольца, отверстий в бобышках, трещины и царапины на стенках.
Для очистки канавок поршня от нагара применяют приспособление в виде стальной ленты с рукоятками, на внутренней поверхности которого закреплены резцы. Вставляя резцы в канавку и поворачивая приспособление вокруг поршня, удаляют нагар.
Поршни с изношенными канавками под поршневые кольца заменяют новыми соответствующих размеров.
Изношенное отверстие в бобышках поршня восстанавливают развертыванием с последующей установкой поршневого пальца увеличенного размера. Незначительные риски или царапины на наружной поверхности поршня удаляют зачисткой наждачной шкуркой. Поршни с трещинами и глубокими царапинами заменяют на новые.
Подбор поршневых колец.
Изношенные и потерявшие упругость поршневые кольца заменяют новыми. Подбор новых колец производят в соответствии с размерами поршня и цилиндра. При подборе к поршню кольца (рис. 79,а) производят прокатку его по канавке и если нет заеданий, то щупом определяют зазор. В случае заедания кольца в канавке или малого зазора кольцо шлифуют на листе мелкозернистой наждачной бумаги, положенной на поверочную плиту. Величина зазора по высоте канавки не должна превышать 0,052—0,082 мм для верхнего и 0,035— 0,70 мм — для остальных компрессионных колец.
При подборе по цилиндру (рис. 79, б) определяют зазор в стыке кольца, установленного в цилиндр. Кольцо можно устанавливать в калибр, внутренний диаметр которого равен диаметру цилиндра. При отсутствии или малой величине зазора осуществляют подпиливание стыков колец личным напильником. При этом плоскости стыков колец должны быть параллельны. Техническими условиями установлена для каждого двигателя определенная величина зазора. Для компрессионных колец зазор должен быть 0,3—0,5 мм, а для малосъемных колец —0,15—0,45 мм. При зазоре больше нормального кольца бракуются.
Ремонт поршневого пальца.
Изношенные поршневые пальцы восстанавливают хромированием. Осуществляют наращивание пористого хрома, который хорошо удерживает масло. После нанесения слоя хрома пальцы шлифуют под необходимый ‘размер. При износе по диаметру более 0,03 мм пальцы ремонтируют или заменяют новыми. Рекомендуется при капитальном ремонте двигателя устанавливать поршневые пальцы только номинального размера. Для облегчения сборки их размеры рассортированы на ряд групп.
Ремонт шатуна.
Основными дефектами шатуна являются: изгиб и скручивание стержня, износ отверстия втулки верхней головки и отверстия под втулку, износ отверстия и торцовых поверхностей нижней головки.
Изношенные втулки верхней головки шатуна обычно заменяют новыми. Иногда отверстие втулки растачивают или развертывают под увеличенный ремонтный размер поршневого пальца.
Изношенное отверстие головки под втулку восстанавливают обработкой под ремонтные размеры (шатуны двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238) или шатуны с данным дефектом выбраковывают (шатуны двигателей ЗИЛ-130, ЗИЛ-164, ГАЗ-51).
Отверстие нижней головки шатуна под вкладыш растачивают и шлифуют под номинальный размер после обработки стыковых поверхностей крышки с шупом. Последние фрезеруют или шлифуют, используя специальные приспособления. При наличии гальванического участка целесообразно отверстие нижней головки шатуна ремонтировать осталиванием. После осталивания отверстие восстанавливают до номинального размера. Этот метод ремонта позволяет сохранить жесткость детали и межцентровое расстояние между отверстиями верхней и нижней головок шатуна.
Изгиб и скручивание стержня шатуна устраняют правкой. Для правки и контроля шатунов применяют различные приспособления. На рис. 80 показана одна из конструкций применяемых приспособлений. На данном приспособлении одновременно проверяют изгиб и скручивание шатуна, а также расстояние между центрами его головок. При обнаруженных отклонениях, превышающих допустимые величины, шатун правят специальным ключом без снятия с приспособления. При этом верхняя головка шатуна должна занимать положение между вертикальной и горизонтальной плитами.
Шатун плотно устанавливается в приспособлении при помощи большой скалки 8; пропущенной через стойки 9. Малую скалку 10 вставляют в обработанное отверстие верхней головки шатуна. Вначале предварительно проверяют скрученность шатуна. Для этого шатун, установленный в горизонтальном положен ним, вручную поворачивают так, чтобы малая скалка 10 поочередно упиралась на сухари стоек 11. Наличие зазора укажет о скручивании шатуна.
Определение величины скручивания и изгиба производится при нахождении шатуна в вертикальном положении. При этом малая скалка 10, соприкасаясь с упорами коромысла 4, находится в контакте с штифтами 2 индикаторов / и 7, которые указывают величину скрученности шатуна. Индикатор 5 устанавливает отклонение расстояния между осями отверстий верхней и нижней головок, а индикатор 6 — непараллельность осей отверстий.
После правки и контроля, резко перемещая рукоятку 13, выбивают большую скалку 8, освобождая шатун.
Перед началом работы индикаторы приспособления настраивают по эталонному шатуну.
Ремонт коленчатого вала.
Основными дефектами коленчатого вала являются: изгиб, износ шатунных и коренных шеек, износ отверстия под подшипник ведущего вала коробки передач и отверстий фланца вала под болты крепления маховика.
Изгиб коленчатого вала двигателя проверяют на стенде, на призмах, установленных на контрольной плите или в центрах токарного станка при помощи индикатора. Изгиб (биение средней коренной шейки относительно крайних) свыше допустимого по техническим условиям устраняют правкой на прессе.
Коленчатый вал устанавливают на призмы крайними коренными шейками, а штоком пресса через медную или латунную прокладку давят на среднюю шейку со стороны, противоположной изгибу. При этом величина прогиба должна быть примерно в 10 раз больше устраняемого изгиба. Вал выдерживают под нагрузкой на прессе в течение 2—4 мин. После правки рекомендуется вал подвергнуть термической обработке, т.е. нагреть до 180—200°С и выдержать при этой температуре в течение 5—6 ч. Затем вал проверяют на биение. Биение средних шеек по отношению к крайним шейкам не должно превышать 0,05 мм.
Изношенные шатунные и коренные шейки коленчатого вала восстанавливают шлифованием под ремонтный размер. Устанавливают один ремонтный размер для всех шатунных шеек и один ремонтный размер для коренных шеек в зависимости от наименьшего диаметра, полученного в результате обмера и рекомендуемого техническими условиями ремонтного размера. Завершают обработку шеек вала полированием или суперфинишированием до получения требуемой шероховатости поверхности. Затем промывают масляные каналы и наружную поверхность вала керосином в специальной ванне.
В тех случаях, когда использованы все ремонтные размеры и дальнейшее уменьшение диаметра вала недопустимо, а прочность его достаточна, шейки можно восстанавливать наплавкой с последующей обработкой под номинальный размер.
При восстановлении шеек коленчатого вала важна правильно выбрать установочные базы. Рекомендуется устанавливать коленчатый вал на станке на те же базовые поверхности, которые применялись при изготовлении. Тогда получаются минимальные погрешности, связанные с его установкой. В конструкциях коленчатых валов двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-53, ЯМЗ-236 и других предусмотрены фаски с двух сторон (со стороны отверстия под храповик и отверстия под шариковый подшипник направляющего конца ведущего вала). Данные фаски принимают в качестве установочных баз. Предварительно их проверяют и при необходимости зачищают или исправляют.
В конструкциях коленчатых валов двигателей ГАЗ-51, ЗИЛ-164 центровые отверстия, используемые при изготовлении, в последующем удаляются. Поэтому необходимо при шлифовании шеек коленчатого вала правильно выбрать новые установочные базы, которые бы удовлетворяли предъявляемым требованиям. Для таких валов можно принимать за установочные базы: при шлифовании .коренных шеек — фаску отверстия под храповик и отверстие под подшипник направляющего конца ведущего вала, при шлифовании шатунных шеек— шейку под шестерню и наружную цилиндрическую поверхность фланца под маховик. Для обеспечения требуемой точности обработки выбранные установочные поверхности предварительно подготавливают.
В качестве технологической базы могут быть приняты прошлифованные коренные шейки при шлифовании шатунных шеек. При этом ось вращения шатунных шеек должна точно совпадать с осью шпинделя станка.
Износ отверстия под подшипник ведущего вала коробки передач восстанавливают постановкой втулки. На рис. 81 приведен эскиз восстановленного коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130, На токарно-винторезном станке растачивают отверстие в вале до диаметра
затем запрессовывают ремонтную втулку до упора, растачивают отверстие во втулке до размера 52 и снимают фаску 3X30°
Изношенное отверстие во фланце вала под болты крепления маховика обрабатывают разверткой до ремонтного размера в сборе с маховиком. При сборке ставят болты крепления маховика увеличенного ремонтного размера.
После ремонта необходимо осуществить контроль коленчатого вала для установления качества выполненных работ и выявления возможных раковин и трещин.
Замена подшипников.
Подшипники для шатунных и коренных шеек коленчатого вала изготовлены в виде стальных тонкостенных вкладышей, с внутренней стороны залитых антифрикционным сплавом. Заводы выпускают вкладыши как номинального, так и ремонтного размеров. При износе их осуществляют замену вкладышей без какой-либо дополнительной подгонки. Вкладыши заменяют только парами.
Техническое обслуживание кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов двигателя трактора
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ). В процессе эксплуатации дизеля происходит естественное изнашивание гильз цилиндров, поршней, поршневых колец, шеек коленчатого вала и его подшипников, поршневых пальцев и опорных поверхностей бобышек поршня. С ухудшением технического состояния деталей кривошипно-шатунного механизма увеличивается расход (угар) картерного масла; становится заметным дымление из сапуна; снижаются компрессия в цилиндрах и давление масла в главной магистрали; более шумной становится работа дизеля. Эти симптомы, как правило, отчетливо проявляются в конце срока службы дизеля или при аварийных повреждениях деталей КШМ.
Кривошипно-шатунный механизм надежно работает до капитального ремонта дизеля только при рациональном его использовании, своевременном и качественном обслуживании агрегатов и систем, влияющих на интенсивность изнашивания деталей механизма.
При эксплуатации техническое состояние кривошипно-шатунного механизма определяют без разборки дизеля по косвенным показателям, используя электронные приборы и простейшие механические приспособления.
При ежесменном техническом обслуживании (ЕТО) прослушивают работу дизеля и обращают внимание на повышенные стуки в зонах расположения подшипников коленчатого вала и верхних головок шатуна. Повышенные и глухие стуки, как правило, прослушиваются только при значительных зазорах или при аварийных повреждениях подшипников.
При первом и втором техническом обслуживании (ТО-1 и ТО-2) проверяют давление масла в главной магистрали смазочной системы. Снижение давления масла до 0,15…0.1 МПа у прогретого дизеля при исправных агрегатах смазочной системы и правильных показаниях манометра указывает на значительный износ подшипников коленчатого вала.
При третьем техническом обслуживании (ТО-3) проверяют техническое состояние цилиндро-поршневой группы по количеству газов, прорывающихся в картер дизеля. Количество газов определяют индикатором расхода газов при номинальной частоте вращения коленчатого вала. Индикатор устанавливают на маслозаливную горловину вместо крышки.
Во время измерений закрывают пробками отверстие сапуна и отверстие под масломерную линейку. Проверяют специальным приспособлением зазоры в шатунных подшипниках и верхних головках шатуна без разборки дизеля. При увеличении зазоров в подшипниках коленчатого вала более допустимых значений и сильном дымлении из сапуна дизель направляют в ремонт.
Механизм газораспределения дизеля. Основными показателями технического состояния механизма газораспределения являются зазоры между штоками клапанов и бойками коромысел, фазы газораспределения, износ кулачков, плотность прилегания клапанов к гнездам головки, состояние головки цилиндра, уплотнительной прокладки, шестерен распределения и др. Износы деталей и нарушение регулировки механизма газораспределения приводят к снижению мощности и топливной экономичности дизеля.
При ТО-2 проверяют и при необходимости регулируют зазоры между штоками клапанов и бойками коромысел. Для оценки величины зазоров в клапанном механизме без снятия крышки используют автостетоскоп. Стуки прослушивают у работающего дизеля на малой частоте вращения коленчатого вала, прикладывая наконечник автостетоскопа к клапанной коробке. При больших зазорах в клапанном механизме прослушиваются четкие металлические стуки. Следует помнить, что для наивыгоднейшей работы дизеля необходимо устанавливать в клапанном механизме зазоры, рекомендуемые предприятием-изготовителем.
При ТО-3 проверяют неплотности клапанов, фазы газораспределения, износ шестерен, подшипников и кулачков распределительного вала.
Неплотности клапанов оценивают по величине утечки сжатого воздуха, подаваемого в проверяемый цилиндр при закрытых клапанах под давлением 0,2 МПа при помощи компрессорно-вакуумной установки. Расход воздуха определяют на выпускной трубе или на впускном трубопроводе воздухоочистителя при помощи индикатора расхода газов. При неплотностях, превышающих допустимое значение, головку цилиндров ремонтируют. Фазы газораспределения проверят по углу начала открытия впускных клапанов первого и последнего цилиндров.
Износ кулачков распределительного вала без снятия с дизеля определяют по величине перемещения клапанов, с учетом зазоров между штоками и бойками коромысел.
Суммарный износ шестерен газораспределения, подшипников и кулачков распределительного вала определяют по смещению фаз в сторону запаздывания. [Семенов В.М., Власенко В.Н. Трактор. 1989 г.]
Статьи о КШМ двигателей тракторов: Кривошипно-шатунный механизм (КШМ); Кривошипно-шатунный механизм; Кривошипно-шатунный механизм двигателя СМД-60; Особенности эксплуатации КШМ; Уход за кривошипно-шатунным механизмом
Содержание Введение……………………………………………………………………………3
Министерство образования и науки Российской Федерации
Сыктывкарский лесной институт филиал
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета
им. С.М.Кирова
Факультет ЛТФ
Кафедра АиАХ
Лабораторная работа № 1,2
Отчёт
Дисциплина: ТЭА
Тема: Техническое обслуживание КШМ и ГРМ
Выполнил Артеева Т. П., гр. 141
Проверил Юшков А. Н., к.т.н.
Зав. кафедрой Чудов В. И., к.т.н.
Сыктывкар – 2011
Основные неисправности КШМ………………………………………………4
Основные неисправности ГРМ……………………………………………8
Техническое обслуживание КШМ и ГРМ…….………………………….10
Текущий ремонт КШМ и ГРМ………………..………………………….14
Введение
Основными механизмами двигателя являются кривошипно-шатунный (КШМ) и газораспределительный (ГРМ).
Кривошипно-шатунным называется механизм, осуществляющий рабочий процесс двигателя. Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. В кривошипно-шатунный механизм входят блок цилиндров с картером и головкой цилиндров, шатунно-поршневая группа и коленчатый вал с маховиком.
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного, в соответствии с порядком работы цилиндров открытия и закрытия клапанов, обеспечивая рабочий процесс двигателя. Он состоит из распределительного вала, соединенного специальной шестерней с коленчатым валом цепью или зубчатым ремнем ГРМ.
Основные неисправности кшм
Технически исправный двигатель должен развивать полную мощность, работать без перебоев на полных нагрузках и на холостом ходу, не перегреваться. На исправном двигателе не должно быть утечки масла через уплотнения. Неисправность кривошипно-шатунного механизма можно определить по внешним признакам без разборки двигателя. К таким признакам относятся: появление посторонних стуков и шумов, падение мощности двигателя, повышенный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в отработавших газах и др.
Стуки и шумы в двигателе возникают в результате появления увеличенных зазоров между сопряженными деталями, что свидетельствует об их износе. Стуки в двигателе прослушивают при помощи стетоскопа, что требует определенного навыка.
При износе поршня и цилиндра, а также при увеличении зазора между ними возникает звонкий металлический стук, хорошо прослушиваемый при работе холодного двигателя. Резкий металлический стук на всех режимах работы двигателя свидетельствует об увеличении зазора между поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна. Усиление стука при резком увеличении числа оборотов коленчатого вала свидетельствует об износе вкладышей коренных или шатунных подшипников, причем стук более глухого тона указывает на износ вкладышей коренных подшипников.
При большом износе вкладышей обычно происходит выплавление их антифрикционного слоя, что сопровождается резким падением давления масла. В этом случае двигатель должен быть немедленно остановлен, так как дальнейшая его работа может привести к поломке деталей.
Падение мощности двигателя возникает при износе или залегании поршневых колец в канавках, износе поршней и цилиндров, а также при плохой затяжке головки цилиндров. Эти неисправности вызывают падение компрессии в цилиндре.
При проверке компрессии компрессометром вывертывают свечу зажигания проверяемого цилиндра и вместо нее устанавливают наконечник компрессометра. Затем полностью открывают дроссельную заслонку, воздушную заслонку карбюратора и проворачивают коленчатый вал двигателя при помощи стартера в течение 2-3 с. Величина компрессии в исправном цилиндре должна быть в пределах 7,0-8,0 кГ/см2 (0,7-0,8 МПа). Разница в величине компрессии в разных цилиндрах не должна быть больше 1 кГ/см2 (0,1 МПа). Таким образом последовательно проверяют компрессию в каждом цилиндре.
Повышенный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в отработавших газах (при нормальном уровне масла в картере) обычно появляются при износе и залегании поршневых колец или износе цилиндров. Залегание колец можно устранить без разборки двигателя, для чего в каждый цилиндр горячего двигателя следует залить на ночь через отверстие для свечи зажигания по 20 г смеси денатурированного спирта и керосина в равных частях. Утром двигатель следует пустить, дать поработать 10-15 мин, после чего заменить масло.
Отложение нагара на днищах поршней и камер сгорания, расположенных в головках цилиндров, снижает теплопроводность, что вызывает перегрев двигателя, падение его мощности и повышение расхода топлива. Для удаления нагара необходимо выпустить охлаждающую жидкость, снять приборы, укрепленные на головке цилиндров, и, отвернув гайки, осторожно отделить головку цилиндров, не повредив при этом прокладку. Если прокладка приклеилась к блоку или головке цилиндров, ее следует отделить, пользуясь тупым ножом или тонкой широкой металлической полоской.
Нагар следует удалять деревянными скребками или скребками из мягкого металла, чтобы не повредить днище поршней или стенок камеры сгорания. Удалять нагар следует поочередно с каждого цилиндра, закрывая чистой ветошью соседние цилиндры.
Для того чтобы легче удалить нагар, его следует размягчить, положив на него ветошь, смоченную керосином. После удаления нагара все детали необходимо очистить и установить на место.
Болты и гайки крепления головок цилиндров затягивают динамометрическим ключом на холодном дизеле или не ранее чем через 30 мин после его остановки в порядке возрастания номеров, как показано на рис. 1. Моменты затяжки болтов крепления головки цилиндров для дизеля КамАЗ-740 должны составлять: в первый прием — 4—5 ктс-м; во второй прием — 12—15 кгс-м; в третий прием — 21—19 кгс-м.
Рис. 1. Затяжка болтов головки блока
Момент затяжки гаек крепления головок цилиндров дизеля ЯМЗ-238 должен быть 22—24 кгс-м. Нельзя затягивать гайки большим моментом во избежание разрушения окантовок прокладок головок цилиндров и прогара самих прокладок.
Болты головки блока цилиндров 5-цилиндрового бензинового двигателья затягиваются динамометрическим ключом в последовательности от 1 до 12 в два приема: вначале с усилием 40 Н·м, а затем – 60 Н·м. После этого производится дополнительная затяжка жестким ключом: 1/2 оборота (180°). Допускается дополнительная затяжка 90° х 2 (за 2 раза по 90° каждый). При затяжке болтов головки блока цилиндров оценивать угол поворота по расположению рукоятки ключа относительно двигателя: 1/4 оборота (90°) соответствует положению рукоятки поперек двигателя.
Рис. 2. Затяжка болтов головки блока