Автомеханик. МДК 2. Устройство, ТО и ремонт автомобилей

Тема 2.2. «Устройство, техническое обслуживание и ремонт двигателей автомобилей»

Занятие 2.2.42. «Ремонт кривошипно-шатунного механизма»

(на примере двигателей ВАЗ-2108 и 2111)

БЛОК ЦИЛИНДРОВ

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА

Основные размеры блока цилиндров даны на рис. 1.

Рис. 1. Основные размеры блока цилиндров

Рис. 2. Маркировка размерного класса цилиндров на блоке

Диаметры цилиндров разбиты на пять классов через 0, 01 мм, обозначаемых буквами А, В, С, D, E. Класс цилиндра клеймится на нижней плоскости блока цилиндров (рис. 2).

Предусмотрена возможность расточки цилиндров под ремонтные поршни, увеличенные по диаметру на 0, 4 и 0, 8 мм.

Крышки коренных подшипников обрабатываются в сборе с блоком цилиндров. Поэтому они невзаимозаменяемы и для различия имеют риски на наружной поверхности.

ПРОВЕРКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И РЕМОНТ

Проверка. Тщательно вымойте блок цилиндров и очистите масляные каналы. Продув и просушив сжатым воздухом, осмотрите блок цилиндров. Трещины в опорах или других местах блока цилиндров не допускаются.

Если имеется подозрение на попадание охлаждающей жидкости в картер, то на специальном стенде проверьте герметичность блока цилиндров. Для этого, заглушив отверстия охлаждающей рубашки блока цилиндров, нагнетайте в нее воду комнатной температуры под давлением 0, 3 МПа (3 кгс/см²). В течение двух минут не должно наблюдаться утечки воды из блока цилиндров.

Если наблюдается попадание масла в охлаждающую жидкость, то без полной разборки двигателя проверьте, нет ли трещин у блока цилиндров в зонах масляных каналов. Для этого слейте охлаждающую жидкость из системы охлаждения, снимите головку цилиндров, заполните рубашку охлаждения блока цилиндров водой и подайте сжатый воздух в вертикальный масляный канал блока цилиндров. В случае появления пузырьков воздуха в воде, заполняющей рубашку охлаждения, замените блок цилиндров.

Проверьте плоскость разъема блока цилиндров с головкой с помощью линейки и набора щупов. Линейка устанавливается по диагоналям плоскости и в середине в продольном направлении и поперек. Допуск плоскостности составляет 0, 1 мм.

Ремонт цилиндров. Проверьте, не превышает ли износ цилиндров максимально допустимый — 0, 15 мм.

Диаметр цилиндра измеряется нутромером (рис. 3) в четырех поясах, как в продольном, так и в поперечном направлении двигателя (рис. 4). Для установки нутромера на ноль применяется калибр 67.8125.9502.

В зоне пояса 1 цилиндры практически не изнашиваются. Поэтому по разности замеров в первом и остальных поясах можно судить о величине износа цилиндров.

Если максимальная величина износа больше 0, 15 мм — расточите цилиндры до ближайшего ремонтного размера, оставив припуск 0, 03 мм на диаметр под хонингование. Затем отхонингуйте цилиндры, выдерживая такой диаметр, чтобы при установке выбранного ремонтного поршня расчетный зазор между ним и цилиндром был 0, 025—0, 045 мм.

Рис. 3. Измерение цилиндров нутромером: 1 — нутромер; 2 — установка нутромера на ноль по калибру 67.8125.9502

Рис. 4. Схема измерения цилиндров: А и В — направления измерений; 1, 2, 3, 4 — номера поясов

ШАТУННО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА

Основные размеры шатунно-поршневой группы даны на рис. 5.

Рис. 5. Основные размеры шатуна, поршневых колец и поршня.

Поршень — алюминиевый литой. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е) через 0, 01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 55 мм от днища поршня.

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса (1, 2, 3) через 0, 004 мм. Классы диаметров поршня и отверстия под поршневой палец клеймятся на днище поршня (рис. 6).

Рис. 6. Маркировка поршня: 1 — стрелка для ориентирования поршня в цилиндре; 2 — ремонтный размер; 3 — класс поршня; 4 — класс отверстия для поршневого пальца

По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную и уменьшенную на 5 г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: «Г», «+» и «—». На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе.

Поршни ремонтных размеров изготавливаются с увеличенным на 0, 4 и 0, 8 мм наружным диаметром. Увеличению на 0, 4 мм соответствует маркировка в виде треугольника, а увеличению на 0, 8 мм — в виде квадрата.

Стрелка на днище поршня показывает, как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.

Поршневой палец — стальной полый, плавающего типа, свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна. В отверстии поршня палец фиксируется двумя стопорными кольцами. По наружному диаметру пальцы подразделяются на три класса через 0, 004 мм. Класс маркируется краской на торце пальца: синяя метка — первый, зеленая — второй, а красная — третий класс.

Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо — с хромированной бочкообразной наружной поверхностью. Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа. Маслосъемное кольцо — с хромированными рабочими кромками и с разжимной витой пружиной.

На кольцах ремонтных размеров ставится цифровая маркировка «40» или «80», что соответствует увеличению наружного диаметра на 0, 4 или 0, 8 мм.

Шатун — стальной, кованый. Шатун обрабатывается вместе с крышкой, и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер 2 (рис. 7) цилиндра, в который они устанавливаются.

Рис. 7. Маркировка шатуна: 1 — класс шатуна по массе и по отверстию в верхней головке; 2 — номер цилиндра

Рис. 8. Места, на которых допускается удалять металл при подгонке массы верхней и нижней головок шатуна

В верхнюю головку шатуна запрессована стале-бронзовая втулка. По диаметру отверстия этой втулки шатуны подразделяются на три класса через 0, 004 мм. Номер класса 1 клеймится на крышке шатуна.

По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы, маркируемые либо буквой, либо краской на крышке шатуна. На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе.

Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек на верхней головке и на крышке до минимальных размеров 33 и 32 мм (рис. 8). После удаления металла с крышки шатуна на ней необходимо клеймить классы шатуна по отверстию под поршневой палец и по массе.

Таблица 1. КЛАССЫ ШАТУНОВ ПО МАССЕ ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ГОЛОВОК

ПОДБОР ПОРШНЯ К ЦИЛИНДРУ

Расчетный зазор между поршнем и цилиндром (для новых деталей) равен 0, 025—0, 045 мм. Он определяется промером деталей и обеспечивается установкой поршней того же класса, что и цилиндры. Максимально допустимый зазор (при износе деталей) — 0, 15 мм.

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. Например, к цилиндрам классов В и D может подойти поршень класса С. Также и к изношенным цилиндрам классов А и В может подойти поршень класса С.

РАЗБОРКА И СБОРКА

Разборка. Извлеките из поршня стопорные кольца поршневого пальца, выньте палец и отсоедините шатун от поршня. Снимите поршневые кольца.

Если некоторые детали шатунно-поршневой группы не повреждены и мало изношены, то они могут быть снова использованы. Поэтому при разборке пометьте их, чтобы в дальнейшем собрать группу с теми же деталями и установить в прежний цилиндр двигателя.

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 от простого нажатия большого пальца руки (рис. 9) и не выпадал из него, если держать поршень, как показано на рис. 10.

Рис. 9. Установка поршневого пальца

Рис. 10. Проверка посадки поршневого пальца

Выпадающий палец замените другим, следующей категории. Если в поршень вставлялся палец третьей категории, то замените поршень, палец и шатун.

Смажьте моторным маслом канавки на поршне и поршневые кольца и установите кольца на поршень. Ориентируйте поршневые кольца так, чтобы замок верхнего компрессионного кольца располагался под углом 30—45° к оси поршневого пальца, замок нижнего компрессионного кольца — под углом приблизительно 180° к оси замка верхнего компрессионного кольца, а замок маслосъемного кольца — под углом 30—45° к оси поршневого пальца между замками компрессионных колец.

Нижнее компрессионное кольцо устанавливайте выточкой вниз (см. рис. 5). 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.

ПРОВЕРКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

Очистите поршень от нагара и удалите все отложения из смазочных каналов поршня и шатуна.

Тщательно осмотрите детали. Трещины любого характера на поршне, поршневых кольцах, пальце, на шатуне и его крышке не допускаются. Если на рабочей поверхности вкладышей имеются глубокие риски, то замените вкладыши новыми.

Зазор между поршневыми кольцами и канавками проверяйте набором щупов, как показано на рис. 11, вставляя кольцо в соответствующую канавку. Номинальный (расчетный) зазор для верхнего компрессионного кольца составляет 0, 04—0, 075 мм, для нижнего — 0, 03—0, 065 мм и для маслосъемного — 0, 02—0, 055 мм. Предельно допустимые зазоры при износе — 0, 15 мм.

Рис. 11. Проверка зазора между поршневыми кольцами и канавками

Рис. 12. Проверка зазора в замке колец

Зазор в замке поршневых колец проверяйте набором щупов, вставляя кольца в калибр (рис. 12), имеющий диаметр отверстия, равный номинальному диаметру кольца с допуском ±0, 003 мм. Для колец нормального размера диаметром 82 мм можно применять калибр 67.8125.9502.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ И МАХОВИК

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА

Основные размеры коленчатого вала даны на рис. 13.

Рис. 13. Основные размеры коленчатого вала

Коленчатый вал — литой, чугунный, пятиопорный. Предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленчатого вала при ремонте с уменьшением диаметра на 0, 25; 0, 5; 0, 75; и 1 мм.

Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя упорными полукольцами. Они вставляются в гнезда блока цилиндров по обе стороны среднего коренного подшипника, причем с задней стороны ставится металлокерамическое полукольцо (желтое), а с передней стороны — сталеалюминиевое. Полукольца изготавливаются двух размеров — нормального и увеличенного по толщине на 0, 127 мм.

Вкладыши подшипников коленчатого вала — тонкостенные, сталеалюминиевые. Верхние вкладыши 1, 2, 4 и 5 опор коленчатого вала с канавкой на внутренней поверхности, а нижние вкладыши — без канавки. Шатунные вкладыши (верхние и нижние) также без канавки.

Ремонтные вкладыши изготавливаются увеличенной толщины под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0, 25; 0, 5; 0, 75 и 1 мм.

Маховик — чугунный, литой, с напрессованным стальным зубчатым ободом для пуска двигателя стартером. Центрируется маховик цилиндрическим выступом на фланце коленчатого вала.

На задней плоскости маховика около зубчатого обода имеется установочная метка в виде конусной лунки. Она должна находиться против шатунной шейки четвертого цилиндра.

ПРОВЕРКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И РЕМОНТ

Коленчатый вал. Осмотрите коленчатый вал. Трещины в любом месте коленчатого вала не допускаются. На поверхностях, сопрягаемых с рабочими кромками сальников, не допускаются царапины, забоины и риски.

Установите коленчатый вал крайними коренными шейками на две призмы (рис. 14) и проверьте индикатором биение:

— коренных шеек и посадочной поверхности под ведущую шестерню масляного насоса (не более 0, 03 мм);

— посадочной поверхности под маховик (не более 0, 04 мм);

— посадочной поверхности под шкивы и поверхностей, сопрягающихся с сальниками (не более 0, 05 мм).

Измерьте диаметры коренных и шатунных шеек. Шейки следует шлифовать, если их износ больше 0, 03 мм или овальность шеек более 0, 03 мм, а также, если на шейках есть задиры и риски.

Шлифуйте шейки с уменьшением диаметра до ближайшего ремонтного размера (см. рис. 13).

При шлифовании выдерживайте размеры галтелей шеек, аналогичные указанным на рис. 14 для нормальных размеров коленчатого вала. Овальность и конусность коренных и шатунных шеек после шлифования должна быть не более 0, 005 мм.

Рис. 14. Допустимые биения основных поверхностей коленчатого вала

Смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, после шлифования должно быть в пределах ±0, 35 мм. Для проверки установите вал крайними коренными шейками на призмы и выставьте вал так, чтобы ось шатунной шейки первого цилиндра находилась в горизонтальной плоскости, проходящей через оси коренных шеек. Затем индикатором проверьте смещение в вертикальном направлении шатунных шеек 2, 3 и 4 цилиндров относительно шатунной шейки 1-го цилиндра.

Прошлифовав шейки, отполируйте их с помощью алмазной пасты или пасты ГОИ.

После шлифования и последующей доводки шеек удалите заглушки масляных каналов, а затем обработайте гнезда заглушек фрезой А.94016/10, надетой на шпиндель А.94016. Тщательно промойте коленчатый вал и его каналы для удаления остатков абразива и продуйте сжатым воздухом. Оправкой А.86010 запрессуйте новые заглушки и зачеканьте каждую в трех точках кернером.

На первой щеке коленчатого вала маркируйте величину уменьшения коренных и шатунных шеек (например, К 0, 25; Ш 0, 50).

Вкладыши. На вкладышах нельзя производить никаких подгоночных операций. При задирах, рисках или отслоениях замените вкладыши новыми.

Зазор между вкладышами и шейками коленчатого вала проверяют расчетом (промерив детали). Удобно для проверки зазора пользоваться калиброванной пластмассовой проволокой. В этом случае метод проверки следующий:

— тщательно очистите рабочие поверхности вкладышей и соответствующей шейки и положите отрезок пластмассовой проволоки на ее поверхность;

— установите на шейке шатун с крышкой или крышку коренного подшипника (в зависимости от вида проверяемой шейки) и затяните гайки или болты крепления. Гайки шатунных болтов затягивайте моментом 51 Н·м (5, 2 кгс·м), а болты крепления крышек коренных подшипников моментом 80, 4 Н·м (8, 2 кгс·м);

— снимите крышку и по шкале, нанесенной на упаковке, по сплющиванию проволоки определите величину зазора (рис. 15).

Рис. 15. Измерение зазора в шатунном подшипнике: 1 — сплющенная калиброванная пластмассовая проволока; 2 — вкладыш; 3 — крышка шатуна; 4 — шкала для измерения зазора

Рис. 16. Маховик: 1 — поверхность, прилегающая к фланцу коленчатого вала; 2 — место проверки поверхности для крепления сцепления; 3 — место проверки биения опорной поверхности ведомого диска сцепления

Номинальный расчетный зазор составляет 0, 02—0, 07 мм для шатунных и 0, 026—0, 073 мм для коренных шеек. Если зазор меньше предельного (0, 1 мм для шатунных и 0, 15 мм для коренных шеек), то можно снова использовать эти вкладыши.

При зазоре, большем предельного, замените на этих шейках вкладыши новыми.

Если шейки коленчатого вала изношены и шлифуются до ремонтного размера, то вкладыши замените ремонтными (увеличенной толщины).

Упорные полукольца. Так же, как и на вкладышах, на полукольцах нельзя производить никаких подгоночных операций. При задирах, рисках или отслоениях заменяйте полукольца новыми.

Полукольца заменяются также, если осевой зазор коленчатого вала превышает максимально допустимый — 0, 35 мм. Новые полукольца подбирайте номинальной толщины или увеличенной на 0, 127 мм, чтобы получить осевой зазор в пределах 0, 06—0, 26 мм.

Осевой зазор коленчатого вала проверяется с помощью индикатора.

Маховик. Проверьте состояние зубчатого обода и в случае повреждения зубьев замените маховик. Если маховик имеет цвета побежалости на поверхности 3 (рис. 16) необходимо проверить натяг обода на маховике. Обод не должен проворачиваться при крутящем моменте 590 Н·м (60 кгс·м) или сдвигаться в осевом направлении под усилием 3, 9 кН (400 кгс).

На поверхности 1 маховика, прилегающей к фланцу коленчатого вала, и на поверхности 3 под ведомый диск сцепления не допускаются царапины и задиры. Допуск неплоскостности поверхности 3 составляет 0, 06 мм.

Царапины и задиры на поверхности 3 удалите проточкой, снимая слой металла толщиной не более 1 мм. При этом проточите также и поверхность 2, не затрагивая зубчатый обод и выдерживая размер 0, 5±0, 1 мм. При проточке необходимо обеспечить параллельность поверхностей 2 и 3 относительно поверхности 1. Допуск непараллельности 0, 1 мм.

Установите маховик на оправку, центрируя его по посадочному отверстию с упором на поверхность 1, и проверьте биение плоскостей 2 и 3. В местах, указанных стрелками на рис. 2-44, индикатор не должен показывать биений, превышающих 0, 1 мм.