Сборка и установка шатунно-поршневой группы на двигатель

Опубликовано: 22 Июн 2021Рубрика: ДвигательАвтор: editor

Материал для изготовления поршневых пальцев

Для изготовления поршневых пальцев применяют в основном сталь 45ХА. После отливки деталь закаливают на 1-1.5 мм глубины. Твердость поверхности должна быть соответствовать определенным нормам. В моторах повышенной мощности применяют для изготовления пальцев применяют более прочные сорта легированной стали.

Установка поршневого пальца

Установка фиксированного поршневого пальца

Для установки фиксированного пальца шатун необходимо нагреть в муфельной электрической печи до температуры 240? С. (При отсутствии муфельной печи шатун часто нагревают на простой электрической плитке). Шатун быстро охлаждается, а палец необходимо в осевом направлении устанавливать очень точно, поэтому делайте это только с применением специального приспособления. Необходимо помнить, что для каждого диаметра поршня существует своё приспособление, хотя все они похожи друг на друга, некоторые размеры приспособлений отличаются, но на глаз это не видно.
Установите палец на приспособление

Принимая все меры предосторожности, извлеките нагретый шатун из муфельной печи шатун и быстро закрепите его в тисках. При помощи специального приспособления вставьте палец в поршень и шатун, строго выполняя указания Руководства по ремонту

Делать всё необходимо быстро, поскольку шатун очень быстро остывает. А после того как шатун остынет, изменить положение пальца не получится.

Рукоятка приспособления
Центрирующий фланец пальца
Устанавливаемый палец
Направляющая втулка
Колпачковая гайка

Специальное приспособление для установки поршневого пальца автомобиля ВАЗ.

Установка плавающего поршневого пальца

Для обеспечения необходимого зазора (натяга) в соединении с пальцем, поршни в зависимости от диаметра отверстия под поршневой палец и пальцы в зависимости от наружного диаметра обычно делятся на несколько размерных групп (классов). Группа поршня и пальца обычно отмечаются цветной меткой на внутренней стороне днища или на бобышке поршня. На поршневом пальце цветовая метка обычно наносится на торцевую поверхность.
Если поршневой палец устанавливается в отверстие поршня с натягом. Сначала проверяется зазор в соединении поршневого пальца и шатуна. При комнатной температуре (20? С) смазанный моторным маслом палец должен входить во втулку верхней головки шатуны под усилием большого пальца.
Проверив цветовые метки на поршне и пальце, нагреваем поршень в ванне с горячей водой, в которой поддерживается температура 60? ? 85? С. Смазанный моторным маслом палец должен легко входить в отверстие поршня. После остывания палец должен быть неподвижным или вращаться с усилием в бобышке поршня, но легко вращаться во втулке верхней головки шатуна.
Некоторые производители рекомендуют снимать и устанавливать поршневой палец при помощи специального приспособления.

Иногда поршневой палец устанавливается с установленным зазором и во втулку верхней головки шатуна и в отверстия бобышек поршня. В этом случае нагревать поршень нет необходимости, и палец легко вращается при комнатной температуре и в верхней головке шатуна и в бобышках поршня.
Всегда применяйте только новые стопорные кольца поршневого пальца и устанавливайте стопорные кольца в строгом соответствии с руководством по ремонту. Направление зазоров стопорных колец, чаще всего, должны быть направлены в сторону нижней части поршня.
Ремонтный комплект, состоящий из поршня, подобранного к поршню поршневого пальца и плоских стопорных колец.

Ремонтный комплект, состоящий из поршней, поршневых пальцев, поршневых колец и круглых стопорных колец.

Плоские стопорные кольца поршневого пальца

Плавающий поршневой палец с комплектом круглых стопорных колец

В любом случае перед установкой поршневого пальца внимательно ознакомьтесь с руководством по ремонту ремонтируемого автомобиля.
Смазка поршневого пальца
Работающий под большой механической и термической нагрузкой поршневой палец должен получать необходимую смазку. Плавающий поршневой палец в соединении с поршневой головкой шатуна смазывается через отверстие в головке шатуна и бронзовой втулке. Масло в это отверстие поступает из внутренней полости поршня, куда оно вбрызгивается масляной форсункой или поступает через отверстия в поршне от маслосъёмных колец.

Ремонт поршневого пальца

Поршневые пальцы с износом по диаметру более 0,5 мм подлежат замене, а с износом менее 0,5 мм восстанавливаются путем перешлифовывания на меньший размер (если палец был увеличенного ремонтного размера), хромированием или раздачей.

Палец шлифуют на круглошлифовальном или токарном станке при помощи специального супортно-шлифовального приспособления. Это приспособление состоит из электродвигателя со шлифовальным камнем, оно укрепляется в супорте токарного станка.

Первоначальный размер пальца восстанавливают хромированием его или раздачей. Раздачу производят в специальном приспособлении, состоящем из основания, матрицы и оправки (пуансона). Палец нагревают до температуры 800-900° и устанавливают в матрицу, затем внутри пальца под давлением пресса или ударами молотка прогоняется оправка.

Особенности устройства

Комплектовка и сборка поршня с шатуном двигателя ВАЗ

Поршень изготовлен из алюминиевого сплава и покрыт слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте коническая. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу и на расстоянии 52,4 мм от днища поршня.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя. Поэтому для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка «П», которая должна быть обращена в сторону передней части двигателя.

Поршни ремонтных размеров с 1986 г. для всех моделей двигателей изготавливаются с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. До 1986 г. выпускались поршни следующих ремонтных размеров: для двигателей 2101 и 2103 – с увеличением на 0,2; 0,4 и 0,6 мм; для 2105 и 21011 -с увеличением на 0,4 и 0,7 мм.

Поршневой палец – стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня.

Шатун – стальной, кованый, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывается вместе с крышкой, поэтому при сборке цифры на шатуне и крышке должны быть одинаковы.

Расчетный зазор между поршнем и цилиндром (для новых деталей) равен 0,05-0,07 мм. Он определяется промером цилиндров и поршней и обеспечивается установкой поршней того же класса, что и цилиндры. Максимально допустимый зазор (при износе деталей) – 0,15 мм. Примечание. Диаметр поршня измеряется в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 52,4 мм от днища поршня.

В запасные части поставляются поршни классов А, С, Е. Этих классов достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, таккак поршни и цилиндры разбиты на классы с небольшим перекрытием размеров.

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 или шатуна от простого нажатия большого пальца руки и не выпадал из него. Выпадающий палец замените другим, следующей категории. Если в поршень вставлялся палец третьей категории, то замените поршень палец и шатун.

Сборка шатунно-поршневой группы выполняется в порядке, обратном разборке. После установки поршневого пальца смажьте его моторным маслом через отверстия в бобышках поршня. Поршневые кольца устанавливайте в следующем порядке. Смажьте моторным маслом канавки на поршне и поршневые кольца. Ориентируйте поршневые кольца так, чтобы замок верхнего компрессионного кольца располагался под углом 45° к оси поршневого пальца, замок нижнего компрессионного кольца – под углом приблизительно 180° к оси замка верхнего компрессионного кольца, а замок маслосъемного 1 кольца – под углом приблизительно 90° к оси замка верхнего компрессионного кольца Нижнее компрессионное кольцо устанавливайте выточкой вниз.

Это интересно: Тормозные диски для быстрой остановки автомобиля

Как подбирать новые поршни?

Подбор поршней необходимо осуществлять в соответствии с ремонтным размером цилиндров. Цифра, на которую увеличивается диаметр детали, выбивается на ее днище. Каждый поршень подбирается индивидуально для получения зазора нужного размера. Его величина определяется путем протягивания специальной ленты-щупа между цилиндром и поршнем. Делается это при помощи динамометра с противоположной от разреза юбки стороны. Усилие на приборе при движении щупа сквозь зазор не должно превышать установленных пределов.

Более простой способ – это подбор поршня с расчетом на то, чтобы деталь свободно проходила по всей глубине цилиндра при легком нажиме руки, но не перемещалась под тяжестью собственного веса при вертикальном расположении цилиндра.

Помимо зазора, при подборе поршней нужно учитывать их вес. Максимальная разница в весе поршней одного комплекта не должна превышать 5 грамм.

Ремонт шатунов УАЗ-3151

Ремонт шатунов сводится к замене втулки верхней головки и последующей обработке ее под поршневой палец номинального размера или к обработке, имеющейся в шатуне втулки под палец ремонтного размера

В запасные части поставляются втулки одного размера, изготовленные из бронзовой ленты ОЦС4–4–2,5 толщиной 1 мм.

При запрессовке новой втулки в шатун обеспечьте совпадение отверстия во втулке с отверстием в верхней головке шатуна.

Отверстия служат для подачи смазки к поршневому пальцу.

После запрессовки втулки уплотните ее внутреннюю поверхность гладкой брошью до диаметра 24,3+0,045 мм, а затем разверните или расточите под номинальный или ремонтный размер с допуском +0,007 –0,003 мм.

Например, втулку разверните или расточите под палец номинального размера до диаметра 25 +0,007–0,003 мм или под палец ремонтного размера до диаметра 25,20 +0,07 –0,003 мм.

Расстояние между осями отверстий нижней и верхней головок шатуна должно быть (168±0,05) мм ;

допустимая непараллельность осей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на длине 100 мм должна быть не более 0,04 мм; овальность и конусность не должны превышать 0,005 мм.

Чтобы выдержать указанные размеры и допуски, разверните втулку верхней головки шатуна в кондукторе.

Рис. 1. Доводка отверстия в верхней головке шатуна: 1 – державка; 2 – шлифовальная головка; 3 – зажим

После развертывания производите доводку отверстия на специальной шлифовальной головке, держа шатун в руках (рис. 1).

Шлифовальные бруски головки установите микрометрическим винтом на требуемый ремонтный размер.

Шатуны, отверстия под вкладыши в нижней головке которых имеют овальность более 0,05 мм, подлежат замене.

Замена и ремонт поршневых пальцев

Ремонтные размеры поршневых пальцев и номера комплектов приведены в табл. 2

Для замены поршневых пальцев без предварительной обработки отверстий в поршне и в верхней головке шатуна применяются поршневые пальцы, увеличенные по диаметру на 0,08 мм.

Применение пальцев, увеличенных на 0,12 мм и 0,20 мм, требует предварительной обработки отверстий в бобышках поршня и в верхней головке шатуна как описано выше.

Рис. 2. Снятие стопорного кольца поршневого пальца

Рис. 3. Приспособление для выпрессовки и запрессовки поршневого пальца: 1 – направляющая; 2 – палец; 3 – плунжер

Перед выпрессовкой поршневого пальца извлеките из поршня стопорные кольца поршневого пальца плоскогубцами, как показано на рис. 2.

Выпрессовку и запрессовку пальца производите на приспособлении, как показано на рис. 3.

Перед выпрессовкой пальца нагрейте поршень в горячей воде до 70°С.

Ремонт поршневых пальцев состоит в перешлифовке их с больших ремонтных размеров на меньшие или в хромировании с последующей обработкой под номинальный или ремонтный размер.

Пальцы, имеющие изломы, выкрашивания и трещины любого размера и расположения, а также следы перегрева (цвета побежалости) ремонту не подлежат.

Сборка шатунно–поршневой группы

Рис. 4. Подбор поршневого пальца

Поршневой палец к верхней головке шатуна подбирайте с зазором 0,0045 – 0,0095 мм.

При нормальной комнатной температуре палец должен плавно перемещаться в отверстии верхней головки шатуна от усилия большого пальца руки (рис. 4).

Поршневой палец при этом должен быть слегка смазан маловязким маслом.

Палец устанавливайте в поршень с натягом 0,0025–0,0075 мм.

Практически поршневой палец подбирается таким образом, чтобы при нормальной комнатной температуре (20°С) он не входил бы в поршень от усилия руки, а при нагревании поршня в горячей воде до температуры 70°С входил бы в него свободно.

Поэтому перед сборкой поршень нагрейте в горячей воде до 70°С.

Запрессовка пальца без предварительного подогрева поршня приведет к порче поверхности отверстий в бобышках поршня, а также к деформации самого поршня.

Сборку шатунно-поршневой группы производите на том же приспособлении, что и разборку (см. рис. 3).

Для обеспечения правильной балансировки двигателя разница в весе установленных в двигатель поршней в сборе с шатунами не должна превышать 8 г.

Стопорные кольца поршневого пальца должны сидеть в своих канавках с небольшим натягом. Не применяйте кольца, бывшие в употреблении.

Поршневые кольца устанавливайте на поршень, как указано в статье «Как заменить поршневые кольца УАЗ-3151».

Учитывая сложность подбора поршневого пальца к поршню и шатуну (для обеспечения номинальных посадок), поршни поставляются в запчасти в сборе с поршневым пальцем, стопорными и поршневыми кольцами.

Комментарий специалиста

Виктор Леликов,

сотрудник :

Запасные части к двигателям ВАЗа пользуются хорошим спросом. Именно поэтому в продаже столь велика доля некондиционных запчастей. Такие детали поступают из трех источников. Первый — это кооперативные запчасти: их применение особенно опасно. К примеру, ресурс ремней ГРМ может составлять всего несколько десятков моточасов. Второй источник — до сих пор встречающийся брак от официального поставщика. Это запчасть, которая не прошла технический контроль ВАЗа, но поступила в продажу. Такие детали и узлы рушат веру покупателей в надежность вазовских автомобилей. Наконец, третий источник — это восстановленные запчасти для двигателей. Но такие встречаются все реже.

Мастер-класс: обкатка после ремонта

Многие хозяева своих «железных коней» сталкиваются с такой проблемой, как «усталость» двигателя и его дальнейший капитальный ремонт. Менять двигатель на другой? Нет. Идея не из лучших. Можно установить такой же «усталый». Поэтому лучше качественно перебрать старый. Но есть одно «но»…

Одной из важнейших процедур, влияющих на ресурс эксплуатации автомобиля, является обкатка двигателя после проведения любых ремонтных работ, связанных с заменой изношенных деталей на новые. Причем к данному процессу надо относиться не менее ответственно, чем к выполнению самих ремонтных работ. Особенно обкатка важна для тех узлов двигателя, работа которых связана с трением друг о друга его деталей, а КПД зависит от плотности их прилегания.

Как правило, продолжительность обкатки двигателя измеряется пробегом автомобиля, длина которого напрямую зависит от характера ремонта двигателя:

— при минимальном вмешательстве (замена распределительного вала, цепи, клапанов и т. д.) для обкатки хватит 500 км;

— после качественного капитального ремонта, при котором практически детали всех основных узлов заменяются новыми — 1500-2000 км;

— после среднего ремонта, когда в основных узлах детали заменяются частично, для обкатки нужен более продолжительный пробег — до 2500 километров.

Например, если были заменены компрессионные и маслосъемные кольца, а поршни и гильзы остались старые. Связано это с тем, что новым неизношенным кольцам требуется гораздо больше времени, чтобы «притереться» к имеющим на своей рабочей поверхности старым гильзам и канавкам поршней, чем практически к идеальной поверхности новых деталей. Поэтому обкатка двигателя после замены колец — это обязательное мероприятие, проводить которое надо с соблюдением всех правил, существующих для этого процесса.

Основной целью обкатки является сглаживание микронеровностей путем трения деталей друг о друга для достижения их плотного прилегания. Усиленное трение во время «притирки» вызывает повышенное нагревание элементов двигателя. Поэтому в этот период силовой агрегат должен работать в щадящем режиме, при минимальных нагрузках. Ниже приведены основные правила, которых надо придерживаться при обкатке после установки новых поршневых колец на любом виде двигателя.

Немаловажную роль, сильно влияющую на качество обкатки отремонтированного двигателя, играет его первый запуск.

Для осуществления первого запуска двигателя аккумулятор должен быть полностью заряжен, в противном случае он может не осилить первый запуск.

Используйте для обкатки только те марки моторного масла, которое рекомендует производитель вашего автомобиля.

При отсутствии электрического топливного насоса — подкачку топлива осуществляют вручную.

Заведите двигатель и посмотрите на контрольную лампочку давления масла, расположенную на панели приборов. Если лампочка через пять секунд не погасла — заглушите мотор и выясните причину пониженного давления масла. Ни в коем случае не старайтесь добиться повышения давления частыми нажатиями на педаль акселератора – работа двигателя при отсутствии масла в его узлах может привести к быстрой и безвозвратной порче поверхности трущихся деталей.

Если после запуска контрольная лампа погасла, значит, с давлением масла все в порядке.

Прогрейте силовой агрегат на холостом ходу до температуры 80-90°С. При этом обязательно следите, что бы не было утечек технических жидкостей. Когда мотор нагреется, заглушите его и подождите, пока он остынет до 40-50°С. Затем снова запустите мотор и опять прогрейте до 80-90°С. Такую процедуру необходимо провести не менее 10 раз. Потом можно переходить к обкатке на более высоких оборотах и выезжать на дорогу.

Правила обкатки двигателя после замены колец в дорожных условиях:

Не следует полностью нагружать автомобиль.
Скорость движения первые 1000 км не должна превышать 80 км/ч, от 1000 до 2000 не более 90 км/ч.
Своевременно переключать передачи.
Избегать затяжных подъемов.
Избегать резких ускорений и длительного простаивания в пробках.
Постоянно контролировать уровень масла.
Обязательно после пробега 1000 км заменить масло и фильтр, потому что в результате «притирки» деталей появляются продукты износа.
По завершении обкатки также необходимо поменять масло и фильтр. Кроме этого протягиваются все доступные резьбовые соединения (головка блока, масляный поддон, передняя крышка, стартер, генератор). При необходимости производится регулировка клапанов, холостого хода, натяжение ремня или цепи ГРМ.

Соблюдения всех этих несложных правил позволит правильно провести обкатку двигателя после замены поршневых колец и обеспечит надежную эксплуатацию автомобиля еще на долгое время.

Причины износа

Автовладельцы не соблюдают периодичность ТО или небрежно используют автомобиль. А это сказывается на ресурсе поршневых колец, и они изнашиваются раньше заявленного ресурса.

Повлиять на срок эксплуатации этих элементов ЦПГ могут:

масло и нарушение периодичности его замены;
топливо с примесями;
неочищенный воздух;
работа мотора под критическими нагрузками;
перегрев двигателя.

Кольца требуют смазки. И хоть указывается, что трение происходит «на сухую», поскольку масло со стенок снимается маслосъемным кольцом, но это не так. Тонкий слой смазки на стенках остается, поэтому сила трения между кольцами и цилиндром снижается.

Залегшие поршневые кольца

Нередко в низкокачественной смазке не хватает смазывающих свойств. Из-за этого повышается сила трения между контактирующими элементами в узлах. Касается это и колец. С такой смазкой они работают «на сухую», что и приводит к интенсивному износу.

То же касается и несоблюдение периодичности замены масла. Постепенно масло теряет свои свойства, в том числе и смазывающие. В результате силы трения повышаются.

Относительно применяемого топлива, то наличие сторонних частиц действует негативно. Твердые частицы, даже микроскопические, выступают в роли абразива, из-за чего износ колец ускоряется. Присадки в топливе иногда оседают внутри цилиндра в виде нагара, что тоже сказывается негативно. Оседая на канавках, нагар затрудняет движение колец, в результате они перестают полноценно прилегать к стенкам. Из-за этого масло попадает в камеру сгорания, что увеличивает количество нагара, который образуется. Залегшие кольца являются причиной повышенного расхода масла. В запущенных случаях перерасход смазки достигает 2,0-2,5 литра на каждые 1000 км..

Перегревы и работа на высоких нагрузках приводят к разрушению колец – они лопаются. Помимо них ломаются перегородки между канавками.

Для продления срока службы регулярно меняйте масло и фильтра, заправляйтесь только на проверенных АЗС, не допускайте перегревов и прогревайте мотор.

Рейтинг

( Пока оценок нет )