Шатунно-поршневая группа двигателя КаМАЗ

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………2
2. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ШАТУННО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ

ДВИГАТЕЛЕЙ КаМАЗ…………………………………………………….3

3. КОМПЛЕКТОВАНИЕ, СБОРКА И УСТАНОВКА ШАТУННО-

ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ КаМАЗ

1. КОМПЛЕКТОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ………………………………....5
2. ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ………………………………………....6
3. СБОРКА…………………………………………………………..….7
4. ПРОВЕРКА И УСТАНОВКА……………………………………....8
4. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ПОЖАРНОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ………………………………………………………...11

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………..…….13

 

1. ВВЕДЕНИЕ.

 

Акционерное общество КаМАЗ выпускает автомобили с колесными формулами 6x4, 4x2 и 6x6, различающиеся мощностными, размерными и весовыми параметрами. Массовое производство автомобилей семейства КаМАЗ и их поступление в автотранспортный комплекс страны началось в 1976 г. В ходе производства совершенствовалась конструкция автомобилей и их составных частей, повышалось их качество, накапливался и изучался передовой опыт эксплуатации и ремонта. На автомобилях КаМАЗ устанавливаются восьмицилиндровые, V-образные, четырехтактные дизели модели 740 с жидкостным охлаждением.

Трудоемкость технического обслуживания двигателя в процессе эксплуатации значительно снижена благодаря применению закрытой системы охлаждения с всесезонной специальной охлаждающей жидкостью, высококачественных моторных масел двухступенчатого воздухоочистителя сухого типа, эффективных топливных и масляных фильтров.

Высокие пусковые качества двигателя при низких температурах обеспечены применением аккумуляторных батарей повышенной емкости, мощного стартера, маловязкого моторного масла и системы предпускового разогрева двигателя.

Двигатель состоит из кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения и систем смазки, охлаждения, разогрева, питания топливом, питания воздухом и выпуска отработавших газов.

Основные неисправности КШМ: снижение мощности двигателя, повышенный расход масла, топлива, дымление и увеличение стуков при работе двигателя.

Признаки: двигатель не развивает полной мощности.

Причины: снижена компрессия из-за износа гильз цилиндров, поршней, поломки или пригорания поршневых колец.

Признаки: расход масла и топлива, дымление двигателя.

Причины: изнашивание деталей шатунно-поршневой группы, поломка поршневых колец, закоксование поршневых колец, в канавках, прорезей в малосъемных кольцах, отверстий в канавке под малосъемные кольца.

Признаки: стук коленчатого вала.

Причины: вызывается либо недостаточными давлением и подачей масла, либо недопустимо увеличившимися зазорами между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных и шатунных подшипников из-за изнашивания этих деталей.

Признаки: стуки поршней и поршневых пальцев.

Причины: свидетельствует об изнашивании деталей шатунно-поршневой группы.

В данной работе описана конструкция шатунно-поршневой группы в двигателе 740 автомобиля КаМАЗ.

 

 

2. Общее устройство шатунно-поршневой группы двигателей КаМАЗ.

Поршень. При такте рабочего хода поршень воспринимает давление газов и передает его через шатуны на коленчатый вал. Поршень состоит из трех основных частей : днища, уплотняющей части с проточенными в ней канавками для поршневых колец и юбки, поверхность которой соприкасается с зеркалом цилиндра. Днище поршня с внутренней поверхностью головки цилиндра, образующее камеру сгорания, непосредственно воспринимает давление газов. На КаМАЗ-740.11 оно выпуклое. Поршни дизелей отлиты из алюминиевого сплава. В головках поршней выполнена камера сгорания, которая у КаМАЗ-740.11 смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм. На цилиндрической головке поршня имеется три канавки: верхние служат для установки в них компрессионных колец, а одна нижняя – для установки маслосъемного разборного кольца. В средней части поршень имеет две бобышки с отверстиями диаметром для поршневого пальца. Юбка поршня имеет форму конуса овального сечения, что придает ей необходимую прочность. Кроме того, в нижней части юбки поршня двигателя КаМАЗ-740.11 имеются боковые выемки для проходов противовеса коленчатого вала. Чтобы уменьшить силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, поршни, как правило, изготовляют из легких кремнистых алюминиевых сплавов для уменьшения их массы. Для двигателя подбирают поршни, масса которых не отличается более чем на 2-8 г.

Поршневые кольца. Основная функция поршневых колец – уплотнение камеры сгорания и обеспечение герметичности соединения деталей поршень – цилиндр – канавки. Кроме того, при сгорании рабочей смеси значительное количество тепла поглощается поршнем и отводится от него поршневыми кольцами.

Конструктивно поршневое кольцо представляет собой плоскую разрезную пружину с зазором, который называется замком. Замок позволяет устанавливать кольца на поршень и обеспечивает свободное расширение их при нагревании в процессе работы двигателя. Поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные. Маслосъемное кольцо снимает излишки масла со стенок цилиндра и отводит его в смазочную ёмкость.

Поршни двигателя КаМАЗ из высококремнистого алюминиевого сплава со вставкой (специальный чугун) под верхнее компрессионное кольцо и коллоидно-графитным покрытием юбки. На двигателях КаМАЗ-740.11 установлены два компрессионных кольца и одно маслосъемное. Компрессионные кольца в своем сечении имеют трапециидальную форму. Верхнее кольцо покрыто хромом, нижние – молибденом. Маслосъемное кольцо коробчатого сечения с витым пружинным расширителем и хромированной рабочей поверхностью.

Поршневой палец. Предназначен для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна. Через пальцы передаются значительные усилия, поэтому их изготавливают из легированных или углеродистых сталей с последующей цементацией или закалкой токами высокой частоты. Поршневой палец 10 (рис 1.) представляет собой толстостенную трубку с тщательно отшлифованной наружной поверхностью, проходящую через верхнюю головку шатуна и концами опирающуюся на бобышки поршня. По способу соединения с шатуном наибольшее распространение получили плавающие поршневые пальцы, которые свободно поворачиваются в бобышках и во втулке, установленной в верхней головке шатуна. Осевое перемещение поршневого пальца ограничивается стопорными кольцами 9 (рис 1.), расположенными в выточках бобышек поршня.

Шатун. Служит для соединения поршня с кривошипом коленчатого вала и обеспечивает при такте рабочего хода передачу усилия от давления газов на поршень к коленчатому валу, а при вспомогательных тактах – наоборот, от коленчатого вала к поршню. Шатуны 3 двигателей КаМАЗ-740 двутаврового сечения, состоят из верхней головки, нижней головки и крышки 5. Нижняя головка шатуна снабжена сменными вкладышами 8, верхняя головка – запрессованной бронзовой втулкой 2.

Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна имеется вырез, а во втулке – отверстие, совпадающее с вырезом в шатуне. Нижнюю головку шатуна, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к оси шатуна.

1 – поршень; 2 – втулка верхней головки  шатуна; 3 – шатун; 4 – шатунный  болт; 5 – крышка шатуна; 6 – гайки; 7 – метки спаренности; 8 – вкладыш  нижней головки шатуна; 9 – стопорное  кольцо; 10 – палец; 11 – маслосъемное кольцо; 12 – компрессионные кольца

Рис. 1. - Шатунно-поршневая группа двигателя КаМАЗ-740.11

Крышка шатуна изготавливается из той же стали, что и шатун, и обрабатывается совместно с нижней головкой, поэтому перестановка крышек с одного шатуна на другой не допускается. На шатунах и крышках с этой целью делаются метки 7. Чтобы обеспечить высокую точность при сборке нижней головки шатуна, его крышку 5 фиксируют шлифованными поясками болтов 4, которые затягивают гайками 6 и стопорят шплинтами или шайбами. В нижнюю головку устанавливают шатунный подшипник в виде тонкостенных стальных вкладышей 8, которые с внутренней стороны покрыты слоем антифрикционного сплава. От осевого смещения и проворачивания вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки нижней головки шатуна и его крышки.

Для лучшей уравновешенности кривошипно-шатунного механизма разница в массе шатунов не должна превышать 6-8 г. В V-образных двигателях на каждой шатунной шейке коленчатого вала расположены два шатуна. В этих двигателях для правильной сборки шатунно-поршневой группы поршни и шатуны устанавливают строго по меткам. На крышке и стержне шатуна дизеля КаМАЗ-740.11 метки выбивают в виде трехзначных номеров. Кроме того, на крышке и шатуне выбивают порядковый номер цилиндра.

 

3. Комплектование, сборка, проверка и установка шатунно-

поршневой группы КаМАЗ.

1. Комплектование деталей.

 

Наиболее ответственным является подбор деталей по размерам с целью обеспечения требуемой точности сборки, т. е. точности зазоров, натягов и пространственного положения деталей.

Различают три способа подбора деталей в комплекты: штучный, групповой и смешанный.

При штучной комплектации к базовой детали, имеющей действительный размер, подбирают вторую деталь данного сопряжения исходя из величины зазора или натяга в соответствии с требованиями технических условий на сборку и испытания. При этом подборе затрачивается много времени на комплектование деталей, и поэтому его применяют на небольших ремонтных предприятиях.

При групповой комплектации поле допусков размеров обеих сопрягаемых деталей разбивают на несколько интервалов, а детали сортируют в соответствии с этими интервалами на размерные группы. Размерные группы сопрягаемых деталей обязательно маркируют цифрами, буквами или красками. По группам детали сортируют путем замера инструментами, в том числе калибрами. Групповую комплектацию применяют для подбора самых ответственных деталей: гильз цилиндров, поршней, поршневых пальцев, коленчатых валов, плунжерных пар.

При смешанной комплектации деталей используют оба способа: ответственные детали комплектуют групповым способом, а менее ответственные — штучным способом.

При комплектовании гильз и поршней руководствуются размерными группами, метки которых выбиты на гильзах и поршнях, а также величиной зазора между ними. Для определения величины зазора измеряют внутренний диаметр гильзы индикаторным нутромером, а диаметр юбки поршня - микрометром. Удобнее подбирать гильзы и поршни по зазору при помощи двух щупов (толщина одного равна нижнему, а другого - верхнему пределу нормального зазора).

 

Рис. 2. Проверка зазора между поршнем и гильзой:1 - поршень, 2 - гильза, 3 – щуп.

 

Поршень 1 (рис. 2.) и гильзу 2 считают скомплектованными, если поршень со щупом 3, толщина которого соответствует наименьшему допустимому зазору, проходит по всей длине гильзы свободно, а со щупом, толщина которого соответствует наибольшему допустимому зазору, не проходит. Щуп закладывают на всю длину юбки поршня в плоскости, перпендикулярной оси отверстий бобышек, в 3-4 положениях по окружности гильзы. Зазоры между поршнем и гильзой при комплектовке должны соответствовать данным, приведенным в инструкции по уходу и обслуживанию этой марки дизеля.

Наряду с тремя основными способами комплектации деталей во избежание несбалансированности ответственных деталей производят подбор их по массе, например поршни, шатуны, шатуны в сборе с поршнями.

Проверяют разницу в весе шатунов в комплекте и при необходимости снимают металл с гребня или боковой поверхности крышки шатуна. Допустимое отклонение в весе шатунов в комплекте не должно превышать 1 % их веса.

Комплектация деталей сопровождается слесарно-подгоночными операциями, что облегчает сборку. Наиболее часто применяют пришабривание, притирку, полирование, развертывание отверстий по месту, гибку.

 

2. Дефектовка деталей.

 

Перед сборкой детали шатунно-поршневой группы моют и дефектуют.

Поршень бракуют при наличии трещин, прогаров, разрушении днища, вкраплении инородных частиц, а также при износе:

- юбки поршня в плоскости, перпендикулярной оси пальца, на расстоянии 104 мм от днища - до размера менее 119,81 мм;

- отверстия под поршневой  палец - до диаметра более 45,02 мм;

- канавки верхнего компрессионного  кольца - до размера, измеряемого  по вложенным в канавку роликам  диаметром 2,96 мм, менее 120,25 мм;

- канавки нижнего компрессионного  кольца - до размера, измеряемого  аналогично, менее 120,7 мм;

- канавки маслосъемного  кольца - до высоты более 5,1 мм;

- наружной поверхности - до диаметра менее 44,99 мм.

Поршневой палец бракуют при наличии сколов, трещин, рисок, забоин и следов коррозии на поверхности и торцах, а также при износе наружной поверхности до диаметра менее 44,99 мм, В последнем случае деталь следует направить на восстановление [4, с.10].

Шатун в сборе бракуют при наличии трещин или обломов, износе торцов нижней головки по ширине до размера менее 33,23 мм. Изгиб и скручивание шатуна определяют с помощью приспособления 30701. При непараллельности осей отверстий головок шатуна на длине 100 мм более 0,06 мм шатун бракуют или направляют на восстановление.

При износе отверстия во втулке верхней головки шатуна до диаметра более 45,04 мм втулку выпрессовывают и устанавливают новую бронзовую втулку таким образом, чтобы масляные отверстия во втулке и шатуне совпадали. При износе отверстия в верхней головке шатуна под втулку до диаметра более 49,02 мм шатун бракуют или направляют на восстановление. При износе отверстия нижней головки шатуна до диаметра более 85,02 мм его обрабатывают до ремонтного размера 85,5 мм, а при диаметре более 85,535 мм - бракуют или направляют на восстановление.

 

3. Сборка.

 

Сборку шатунно-поршневой группы начинают с подбора поршней и гильз по размеру и весу. Перед сборкой шатунно-поршневой группы поршневые пальцы подбирают к шатунам.