Кривошипно-шатунный механизм двигателя автомобиля ВАЗ-2103

Верхняя головка шатуна, которая охватывает поршневой палец, обычно делается неразъемной цилиндрической формы. В нее запрессовывается бронзовая втулка или вставляются стальные вкладыши с тонким слоем антифрикционного сплава, которые являются подшипником поршневого пальца. Иногда втулку в верхней головке шатуна стопорят болтом, чтобы предотвратить ее проворачивание и перемещение в осевом направлении.

Нижняя головка шатуна по условиям ее монтажа, как правило, делается разъемной и имеет размеры, позволяющие вынимать поршень с шатуном через цилиндр. Разъем головки обычно располагают в плоскости оси шатунной шейки. При значительном диаметре шатунных шеек нижнюю головку шатуна иногда изготовляют с косым разъемом для облегчения демонтажа шатуна через цилиндр.

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передаёт создаваемый на нём крутящий момент трансмиссии автомобиля.

От него также приводятся в действие различные  механизмы двигателя (газораспределительный  механизм, масляный насос, распределитель зажигания, насос охлаждающей жидкости и др.).

Коленчатый  вал – пятиопорный, отлит из специального высокопрочного чугуна. Он состоит  из коренных и шатунных шеек, щёк, противовесов, переднего и заднего концов.

Коренными шейками коленчатый вал установлен в подшипниках (коренных опорах) картера  двигателя, вкладыши которых тонкостенные, биметаллические, сталеалюминевые.

К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Шатунные подшипники смазываются по каналам, соединяющим  коренные шейки с шатунными.

Щёки  соединяют коренные и шатунные шейки  коленчатого вала, а противовесы  разгружают коренные подшипники от центробежных сил неуравновешенных масс.

На переднем конце коленчатого вала крепятся: ведущая звёздочка цепного привода  газораспределительного механизма; шкив ремённой передачи для привода вентилятора, насоса охлаждающей жидкости, генератора; храповик для поворачивания вала вручную пусковой рукояткой.

В заднем конце коленчатого вала имеется  специальное гнездо для установки  подшипника первичного (ведущего) вала коробки передач.

К торцу  заднего конца вала с помощью  специальной шайбы болтами крепится маховик.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников

Шатунные подшипники, так же как и коренные, имеют вид толсто- или тонкостенных вкладышей с баббитовой или свинцовисто-бронзовой заливкой, а также сталеалюминевых вкладышей. От проворачивания и смещения в осевом направлении вкладыши подшипника фиксируются штифтами или выступами, которые входят в соответствующие пазы в крышке.

Верхние вкладыши 1-го, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников  имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние без канавки (до 1987 г. нижние вкладыши этих подшипников устанавливались с канавкой). Вкладыши центрального (3-го) коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности. Все вкладыши шатунных подшипников без канавок, одинаковые и взаимозаменяемые.

Маховик обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала, накапливает энергию при рабочем ходе для вращения вала при подготовительных тактах и выводит детали кривошипно – шатунного механизма из мёртвых точек.

Энергия, накопленная маховиком, облегчает  пуск двигателя и обеспечивает трогание автомобиля с места.

Маховик представляет собой массивный диск, отлитый из чугуна.

На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для пуска  двигателя электрическим стартером.

К маховику крепятся детали сцепления.

Маховик, будучи деталью  кривошипно – шатунного механизма, является также одной из ведущих  частей сцепления.

 

 

2.2.Разборка механизма

 

 

 

 

Ремонт кривошипно-шатунного  механизма.

 

1. Ремонт блока цилиндров.

 

Общая очистка и осмотр.

Тщательно вымойте блок цилиндров и осмотрите  масляные каналы. Продуйте и осушите  блок цилиндров сжатым воздухом, особенно масляные каналы. Осмотрите блок цилиндров. Если в опорах или других местах блока имеются трещины, то он подлежит замене.

 

Проверка герметичности блока  цилиндров.

Если  имеется подозрение на попадание  охлаждающей жидкости в картер, то на специальном стенде проверяется  герметичность блока цилиндров, для этого необходимо заглушить  отверстия охлаждающей рубашки  блока цилиндров и нагнетать  в нее воду комнатной температуры  под давлением 0,3 МПа (3кгс-см2).

В течение  двух минут не должно наблюдаться  утечки воды из блока цилиндров.

Если наблюдается  попадания масла в охлаждающую  жидкость, то без полной разборки двигателя  проверяется, нет ли трещин у блока  цилиндра в зонах масляных каналов. Для этого необходимо слить воду из системы охлаждения, снять головку  цилиндров. Заполнить рубашку охлаждения блока цилиндров водой и подать сжатый воздух в вертикальный масляный канал блока цилиндров. В случае появления пузырьков воздуха  в воде, заполняющей рубашку охлаждения, заменить блок цилиндров новым.

 

Цилиндры.

Необходимо  проверить, не превышает ли износ  цилиндров максимально допустимый.

Диаметр цилиндра измеряется нутромером (рис.4) в четырех  поясах, как продольном, так и  поперечном направлении двигателя (рис.5). Для установки нутромера  на ноль применяется калибр А.96137.

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

Если максимальная величина износа больше 0,15 мм необходимо расточить цилиндры до ближайшего ремонтного размера поршней (увеличенного на 0,4 или 0,8 мм), оставив припуск 0,03 мм на диаметр под хонингование.  Затем  отхонингуют цилиндры, выдерживая такой  диаметр, чтобы при установке  выбранного ремонтного поршня расчетный  зазор между поршнем и цилиндром  был в пределах 0,05-0,007 мм.

 

 

 

2. Поршни и шатуны.

 

Выпрессовка поршневого пальца.

Снимать палец необходимо на прессе, с помощью  оправки А.60308 и опоры с цилиндрической выемкой, в которую укладывается поршень. Перед выпрессовкой пальца  поршневые кольца необходимо снять.

Если снятые детали мало изношены и не повреждены, они могут быть снова использованы. Поэтому при разборке их помечают, чтобы в дальнейшем собрать группу с теми же деталями.

 

 

Очистка.

При очистке  необходимо удалить нагар, образовавшийся на днище поршня и в канавках поршневых  колец, а из смазочных каналов  поршня и шатуна необходимо удалить  все отложения. Тщательно проверить, нет ли на деталях повреждений. Трещины  любого характера на поршне, поршневых  кольцах, пальце, шатуне и крышки недопустимы  и требуют замены деталей. Если на рабочей поверхности вкладышей  глубокие риски или они слишком  изношены, вкладыши заменяются новыми.

 

Подбор поршня к цилиндру.

Расчетный зазор между поршнем и цилиндром  составляет 0,05-0,07 мм. Он определяется промером цилиндров и поршней и обеспечивается установкой поршней того же класса, что и цилиндры. Максимально допустимый зазор  0,15 мм.

Если у  двигателя, бывшего в эксплуатации, зазор превышает 0.15 мм, то необходимо заново подобрать поршни к цилиндрам, чтобы был, возможно, ближе к расчетному размеру.

В запасные части поставляются поршни классов: А, С, Е. Этих классов достаточно для  подбора поршня к любому цилиндру. Так как поршни и цилиндры разбиты  на классы с некоторым перекрытием  размеров.

 

Проверка зазора между поршнем  и пальцем.

Сопряжение  поршневого пальца и поршня проверяют, вставляя палец, предварительно смазанный  моторным маслом, в отверстие бобышки  поршня. Для правильного сопряжения необходимо, чтобы поршневой палец  входил в  отверстие от простого нажатия большого пальца руки (рис.6) и не выпадал из бобышки (рис.7), если держать поршень с поршневым  пальцем в вертикальном положении. Выпадающий из бобышки палец заменить другим, следующей категории. Если в  поршне палец третьей категории, то заменяется поршень с пальцем.

 

Проверка  зазора между поршневыми канавками  и кольцами.

Зазор по высоте между канавками и кольцами проверяется, как показано на    рисунке 8, вставляя кольцо в соответствующую  канавку.

Номинальный зазор составляет:

0,045-0,08 мм - для верхнего компрессионного  кольца,

0,025-0,06 мм - для второго кольца,

0.02-0,055 мм - для маслосъемного кольца.

Предельно допустимые зазоры при износе – 0,15 мм.

Зазор в замке  поршневых колец проверяется  набором щупов, вставляя кольцо в  калибр (рис.9), имеющий диаметр отверстия, равный номинальному диаметру кольца с допуском  0,003 мм. Для колец  нормального размера можно применять  калибр А.96137. Зазор должен быть в  пределах 0,25-0,45 мм для всех новых  колец. Предельно допустимый зазор  при износе не может превышать 1 мм. Если зазор недостаточный необходимо запилить стыковые поверхности, а если он повышенный  заменить кольца.

 

Сборка шатунно-поршневой группы.

Так как  палец вставляется в верхнюю  головку шатуна  с натягом, перед  сборкой необходимо нагреть шатун  до 240 градусов для расширения его  головки. Для этого шатуны помещаются в электропечь, верхними головками  шатунов во внутрь печи, примерно на 15 минут. Для правильного соединения пальца с шатуном процесс запрессовки  производится как можно быстрее  вследствие быстрого охлаждения шатуна. При охлаждении шатуна произойдёт уменьшение размеров его головки, и положение  поршневого пальца изменить будет невозможно. Поэтому поршневой палец заранее  одевается на валик 1 (рис.10) приспособления А.60325, установив на конце этого  валика  направляющую 3, и закрепив её винтом 4. Винт затягивается не плотно, чтобы не произошло заклинивание при расширении поршневого пальца от контакта с нагретым шатуном. Извлеченный  из печи шатун быстро закрепляется в тисках. Надевается поршень на шатун, следя за тем, чтобы отверстие  под палец совпало с отверстием в верхней головке шатуна. Приспособлением  А.60235, с закреплённым поршневым пальцем  последний проталкивается в отверстие  поршня и верхней головки шатуна (рис.11) до соприкосновения заплечника приспособления с поршнем. Во время  запрессовки поршень должен прижиматься  бобышкой к верхней головке шатуна в направлении запрессовки, как  показано стрелкой (рис.11). Таким образом, палец займёт правильное положение  в верхней головке шатуна.

После охлаждения поршневой палец необходимо смазать  моторным маслом через отверстия  в бобышках поршня.

Шатун обрабатывается вместе с крышкой, поэтому крышки шатунов не взаимозаменяемы. Во избежание  перепутывания крышек шатунов при  сборке двигателя на шатуне и соответствующей  ему крышке проставляется клеймо с номером цилиндра, в котором  он установлен.  При сборке необходимо следить за тем, чтобы цифры клейма на шатуне и крышке находились с  одной стороны.

При установке  поршневых колец их замки должны располагаться  через 120 градусов. Кольца устанавливаются так чтобы выточка  на втором компрессионном кольце, скребкового типа, была обращена вниз, а фаски на наружной поверхности маслосъемного кольца были обращены вверх.

 

 

3. Коленчатый вал.

 

Очистка каналов системы смазки.

Для очистки  каналов системы смазки необходимо удалить технологические заглушки каналов и обработать гнёзда заглушек зенкером А.94016/10, надетым на шпиндель А.94016. Для удаления загрязнений каналы системы смазки тщательно промываются  бензином и продуваются сжатым воздухом. После очистки каналов на поверхности  гнёзд заглушек наносится слой герметика, и оправкой А.86010 запрессовываются новые  заглушки. Каждую заглушку, для большей  надёжности, необходимо зачеканить керном в трёх точках.

 

 Коренные и шатунные шейки.

Для проверки технического состояния коренных и  шатунных шеек необходимо установить коленчатый вал на две призмы (рис.12) и используя индикатор проверить  следующие параметры:

- Биение  коренных шеек не должно превышать  0.03 мм.

- Биение  посадочных поверхностей  под  звездочку привода 

   распределительного вала и подшипник  первичного вала коробки

   передач не должно превышать  0.04 мм.

- Смещение  осей шатунных шеек от плоскости,  проходящей через оси

   шатунных и коренных шеек не  должно превышать 0.35 мм.

- Не перпендикулярность  торцевой поверхности фланца  крепления 

   маховика по отношению к оси  коленчатого вала не должна

   превышать 0.025 мм. При измерении  индикатор устанавливается

   на расстоянии 34 мм от оси коленчатого  вала (Рис.12).

Используя микрометр, измеряются диаметры коренных и шатунных шеек коленчатого вала. Их износ  или овальность не должны превышать 0.03 мм.

Внешним осмотром коленчатого вала определяют его состояние, наличие на поверхности  трещин и сколов недопустимо, вал  необходимо заменить. Так же не допускаются  риски, царапины, выбоины и задиры на поверхностях коленчатого вала сопрягаемых  с рабочими кромками сальников, коренных и шатунных шейках.

Коренные  и шатунные шейки коленчатого  вала могут быть перешлифованы с  уменьшением размера на 0.25, 0.50, 0.75 и 1.00 мм, с целью продления срока  службы вала. Размеры шеек, получаемых при обработке, приведены в таблицах.