Техническое обслуживание и ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53

Министерство образования Московской области

 

 

 

 

 

 

 

 

Письменная экзаменационная  работа.

Тема: «Техническое обслуживание и ремонт газораспределительного механизма двигателя

ЗМЗ – 53».

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: учащийся

гр. В-74 Данилов В.М.

Консультант: Буздин В.Т.

Рецензент: Буздин В.Т.

 

 

 

 

 

 

 

г. Чехов, Московская область.

2008 г.

План работы.

 

1. Введение.
2. Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53.
3. Техническое обслуживание газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53:
1. Неисправности, их признаки и причины.
2. Способы устранения неисправностей.
3. Техобслуживание, его виды и сроки. Работы, выполняемые при ТО.
4. Ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53.
1. Последовательность разборки механизма. Применяемые инструменты.
2. Дефектовка деталей.
3. Выбраковка деталей.
4. Восстановление деталей.
5. Последовательность сборки механизма.
6. Проверка и испытание работы механизма.
5. Техника безопасности при ремонте и техническом обслуживании.
6. Используемая литература.

 

Введение.

 

В настоящее время  автомобильный транспорт стал одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. Он применяется во всех отраслях народного хозяйства – в промышленности, торговле, сельском хозяйстве. Такое распространение автомобиль получил благодаря своей маневренности, высокой проходимости, способности работать в различных условиях.

Одной из основных задач автотранспортных предприятий на сегодняшний день являются повышение долговечности и экономичности автомобиля, а также снижение его отрицательного влияния на экологию. Правильная эксплуатация в сочетании с проведением своевременного и качественного технического обслуживания (комплекса операций по поддержанию работоспособности или исправности автомобиля при использовании по назначению, стоянке, хранении или транспортировании) и ремонта (операций по восстановлению исправности или работоспособности и восстановлению ресурса автомобиля или его узлов, агрегатов) существенно повышают эти показатели.

В процессе эксплуатации автомобиля его функциональные свойства постепенно ухудшаются в результате изнашивания, коррозии, повреждения деталей, усталости материала и т.д. В автомобиле возникают неисправности (дефекты), снижающие эффективность его использования. Для предупреждения появления и своевременного устранения неисправностей автомобиль подвергают диагностированию, техническому обслуживанию и ремонту.

 

 

Двигатель ЗМЗ-53 выпускается  Заволжским моторным заводом и устанавливается  на грузовые автомобили ГАЗ-53 (на сегодняшний день снят с производства) и ГАЗ-3307 (3308).Возможна также его установка на пассажирский автобус ПАЗ-3205. Конструкция и высокие эксплуатационные качества этого двигателя способствовали его широкому применению в автомобильном транспорте.

Двигатель – одна из основных частей автомобиля. Работа его систем и механизмов в значительной степени влияет на эффективность работы автомобиля в целом. В частности, неудовлетворительная работа газораспределительного механизма может вызвать повышенный расход топлива, повышенное содержание продуктов сгорания топлива в выхлопных газах и т.д. Об устройстве, назначении и методах поддержания работоспособности (техническом обслуживании и ремонте) газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ-53 и пойдет речь ниже.

 

 

Устройство и назначение газораспределительного механизма  двигателя ЗМЗ – 53.

 

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторных двигателей) или очищенного воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов. Для этого клапана в определенные моменты открывают и закрывают впускные и выпускные каналы головки цилиндров, которые сообщают цилиндры двигателя с впускным и выпускным трубопроводами. В двигателе ЗМЗ – 53 применяется газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала.

Механизм газораспределения  состоит из впускных и выпускных  клапанов с пружинами, передаточных деталей от распределительного вала к клапанам, распределительного вала и шестерни. Коленчатый вал с помощью распределительных шестерен 15 и 16 вращает распределительный вал 14, установленный в развале блока и являющийся общим для левого и правого рядов цилиндров. Каждый кулачок распределительного вала, набегая на толкатель 13, поднимает его вместе со штангой 12. Она поднимает один конец коромысла 7, а другой движется вниз и давит на клапан 3, опуская его и сжимая пружины 6 клапана. Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, штанга и толкатель опускаются, а клапан под действием пружин, садясь в седло, плотно закрывает отверстие клапана.

 

 

 

 

Мощность двигателя во многом зависит от степени наполнения цилиндров свежей порцией горючей смеси и их очистки от отработавших газов. Для того чтобы в цилиндры двигателя поступило больше горючей смеси, впускные клапаны должны открываться еще до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (с опережением). Так как при большой частоте вращения коленчатого вала такт впуска часто повторяется, то во впускном трубопроводе создается разрежение. Воздух поступает в цилиндры двигателя, несмотря на то, что поршень идет некоторое время вверх. Воздух по инерции поступает в цилиндры через открытый клапан и после того, как поршень пройдет нижнюю мертвую точку. Впускной клапан закрывается с некоторым опозданием.

 

 

Фазами газораспределения  называют периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала. Они изображены в виде круговой диаграммы. Продление впуска воздуха от 180^о до 268^о у двигателя ЗМЗ – 53 было достигнуто путем опережения открытия и запаздывания закрытия впускного клапана.

Выпуск отработавших газов из цилиндра (открытие выпускного клапана) начинается за 50^о по углу поворота коленчатого вала до прихода поршня в нижнюю мертвую точку, а закрывается клапан уже после прохода поршнем верхней мертвой точки. Таким образом, выпускной клапан открыт на 252^о по углу поворота коленчатого вала.

В конце такта впуска и начале выпуска отработавших газов  оба клапана на 46 ^о по углу поворота коленчатого вала открыты одновременно. Такое перекрытие клапанов позволяет продуть цилиндры свежим воздухом, что способствует их лучшей очистке от отработавших газов.

Моменты закрытия и открытия клапанов зависят от профиля кулачков распределительного вала, а также  от величины зазора между клапанами  и коромыслами.

 

Распределительный вал.

 

Распределительный вал изготавливается из стали или специального чугуна и подвергается термической обработке. Профиль его кулачков  как  впускных, так и выпускных у двигателя ЗМЗ - 53 делают одинаковым.

Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом в 90^о, в шестицилиндровом - под углом в 60^о, а в восьмицилиндровом (ЗМЗ – 53) - под углом в 45^о. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы. Начиная с передней опорной метки, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом. На переднем конце распределительного вала расположен эксцентрик, воздействующий на штангу привода топливного насоса, а на его заднем конце находится шестерня, которая приводит во вращение привод прерывателя-распределителя зажигания и масляного насоса. Между зубчатым колесом распределительного вала и его передней опорной шейкой установлены распорное кольцо и упорный фланец, крепящийся болтами к блоку и удерживающий вал от продольного перемещения. Так как толщина распорного кольца больше толщины упорного фланца, обеспечивается осевой зазор («разбег») распределительного вала, который должен быть в пределах 0,08-0,21 мм.

 

Привод распределительного вала.

 

Распределительный вал  приводится  в  движение  при  помощи  зубчатой  или цепной передачи. На  двигателях  грузовых  автомобилей  в  основном  применяются  зубчатые передачи. Ведущая шестерня такой  передачи установлена на переднем  конце коленчатого вала,  а ведомое колесо  на   переднем   конце распределительного вала и закреплено гайкой.

Зубчатые колеса привода  должны  входить  в  зацепление  между  собой  при строго определенном положении коленчатого и  распределительного  валов,  что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения  и  порядка  работы двигателя.  Поэтому  при  сборке  двигателя  зубчатые  колеса   вводятся   в зацепление по меткам на их зубьях (на  впадине  между  зубьями колеса и на зубе шестерни). Чтобы уменьшить уровень шума зубчатых колес,  их изготавливают с косыми зубьями и  из  различных  материалов.  На  коленчатом валу устанавливают стальную шестерню, а на распределительном - чугунное  или текстолитовое колесо.

 

Детали клапанного механизма.

 

В газораспределительном механизме  с  верхним  расположением  клапанов  и нижним расположением распределительного  вала  клапаны  имеют  привод  через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла).

 

Толкатели.

 

 

 

Они предназначены для  передачи усилия от  распределительного  вала  через штанги  к  коромыслам.  Изготавливаются  из  стали  или  чугуна. Толкатели выполняют цилиндрическими и рычажно-роликовыми.  Рычажно-роликовые устанавливаются на оси под распределительным  валом.  Ролик толкателя   опирается на  кулачок распределительного  вала.  Ось ролика вращается на игольчатых подшипниках, поэтому  при  перекатывании  ролика  по кулачку трение скольжения заменяется трением качения. Сверху на толкатель опирается штанга.

 

Штанги.

 

Для  передачи  усилия  от  толкателей  к  коромыслам  служат  штанги.  Их изготавливают  из  стального   прутка   с   закаленными   концами   или   из дюралюминиевого стержня со стальными сферическими наконечниками.  На  концы штанг напрессовывают  стальные  сферические  наконечники, которыми штанги  с одной стороны   упираются   в   сферические   поверхности регулировочных винтов, ввернутых в коромысла, а с другой -  в толкатели.

 

Коромысла.

 

Для передачи усилия от штанги к клапану служит коромысло, представляющее собой неравноплечий рычаг, изготовленный из стали или чугуна. Наличие  длинного плеча коромысла не только уменьшает ход толкателя и штанги, но и  снижает силы инерции,  возникающие при их движении, что способствует  повышению долговечности деталей привода клапанов. Коромысла карбюраторных  двигателей расположены на общей полой оси, в конце которой запрессованы заглушки, что позволяет подводить масло к  бронзовым втулкам коромысел  и  к сферическим  наконечникам  регулировочных  болтов.  Оси в сборе с коромыслами устанавливают на каждой головке цилиндра с помощью стоек.

 

Клапаны.

 

Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих  цилиндры с газопроводами системы питания, происходит при помощи клапанов. Клапан состоит из плоской головки и стержня, соединенных  между  собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью  диаметр головки  впускного  клапаны  делают   значительно   больше,   чем   диаметр выпускного. Так как клапаны работают  в  условиях  высоких  температур,  их изготавливают из высококачественных  сталей.  Впускные  клапаны  делают  из хромистой стали, выпускные из жаростойкой, так как последние  соприкасаются с горючими отработавшими газами и нагреваются до  600  -  800^оС.  Высокая температура нагрева клапанов вызывает  необходимость  установки  в  головке цилиндров специальных вставок  из  жаростойкого  чугуна, которые называются седлами. Применение вставных седел  повышает  срок  службы  головки  цилиндров  и клапанов. Для плотного прилегания головок  клапанов  к  седлам  их  рабочие поверхности делают коническими в  виде  тщательно  обработанных  фасок  под углом 45^о. Стержни клапанов  имеют  цилиндрическую форму.

 

 

Они перемещаются  в  чугунных  или  металлокерамических втулках, запрессованных в головку блока. На конце стержня  проточены  цилиндрические канавки  под  выступы  конических  сухариков,  которые прижимаются   к конической поверхности тарелки под действием пружины.

 

 

Техническое обслуживание газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53.

 

Неисправности, их признаки и причины.

 

Неисправности, возникающие  в газораспределительном механизме, ощутимо сказываются на работе двигателя  в целом. Диагностирование технического состояния газораспределительного механизма выполняют для выявления потребности в регулировке или ремонте после определенного пробега автомобиля или в следующих случаях: увеличение расхода топлива, появления стуков или дымления, неравномерности работы цилиндров.

Падение мощности двигателя  и увеличение расхода топлива  может быть вызвано нарушением регулировки механизма газораспределения. Повышенный расход масла наблюдается при его подсосе через зазоры между стержнями клапанов и направляющими втулками. Снижение давления в цилиндрах двигателя может происходить при нарушении зазоров в газораспределительном механизме, ослаблении затяжки гаек крепления головок блока цилиндров или повреждения их прокладки. Хлопки в карбюраторе являются признаком неплотного закрытия впускных клапанов двигателя, а появление хлопков в глушителе является следствием неполного закрытия выпускного клапана в такте сжатия, так как часть горючей смеси попадает в выпускную систему и сгорает там. Стуки в двигателе появляются при поломке клапанных пружин и заедании клапанов, увеличении зазоров между стержнями клапанов и носками коромысел. Стуки, вызванные этими причинами, отличаются от детонационных стуков, вызванных неправильной установкой угла опережения зажигания.