Кривошипно-шатунный механизм

Маховик обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала, накапливает энергию при рабочем ходе для вращения вала при подготовительных тактах и выводит детали кривошипно-шатунного механизма из мертвых точек. Энергия, накопленная маховиком, облегчает пуск двигателя и обеспечивает трогание автомобиля с места. Маховик 43 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

Техническое обслуживание двигателя состоит из проверки его технического состояния внешним осмотром и в процессе работы, выявления неисправностей, выполнения контрольно-регулировочных, смазочных и крепежных работ по кривошипно-шатунному и распределительному механизмам, системам охлаждения, смазки, питания и зажигания.

Неисправности кривошипно-шатунного механизма обусловливаются естественным изнашиванием сопряженных деталей.

Основными признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма являются:

уменьшение компрессии в цилиндрах;

появление шумов и стуков;

прорыв газов в картер и появление из маслоналивной горловины голубоватого дыма с резким запахом;

увеличение расхода масла;

разжижение масла в картере (из-за проникновения туда паров рабочей смеси при тактах сжатия);

забрасывание свечей зажигания маслом, отчего на электродах образуется нагар и ухудшается искрообразование. В итоге повышается расход топлива и снижается мощность двигателя.

Неисправности газораспределительного механизма наиболее часто проявляются в нарушении зазоров между стержнями клапанов и толкателями. Это приводит к нарушению фаз газораспределения, ухудшению наполнения цилиндров (вследствие запаздывания открытия впускного или выпускного клапанов при увеличенных зазорах).

Увеличенные зазоры между стержнями клапанов и толкателями вызывают стуки и преждевременный износ деталей распределительного механизма. Малые зазоры или их отсутствие приводят к неплотной посадке клапанов и пропуску рабочей смеси во впускной и выпускной трубопроводы. В результате уменьшается компрессия в цилиндрах двигателя и его мощность. Признаками этих неисправностей служат появление вспышек в карбюраторе и хлопков в глушителе.

Техническое обслуживание кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного механизмов (ГРМ)

Основные работы:

проверка стабильности состояния и подтягивание креплений (крепежные работы) опоры двигателя к раме, головки цилиндров и поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопроводов и других соединений;

проверка технического состояния или работоспособности (контрольные работы) кривошипно-шатунного и распределительного механизмов;

регулировочные работы и смазка.

Крепежные работы

Для предотвращения пропуска газов и охлаждающей жидкости через прокладку головки цилиндров необходимо периодически проверять крепление головки ключом с динамометрической рукояткой с определенным усилием и последовательностью. Момент затяжки и последовательность подтягивания гаек устанавливают автомобильные заводы.

Чугунную головку цилиндров крепят, когда двигатель находится в нагретом состоянии, а головку из алюминиевого сплава - в холодном.

Необходимость подтягивания крепления головок из алюминиевого сплава в холодном состоянии объясняется неодинаковым коэффициентом линейного расширения материала болтов и шпилек (сталь) и материала головки (алюминиевый сплав). Поэтому подтягивание гаек на горячем двигателе не обеспечивает после его остывания необходимой плотности прилегания головки цилиндров к блоку.

Затяжку болтов крепления поддона картера во избежание деформации картера, нарушения герметичности проверяют также с соблюдением последовательности, т.е. поочередным подтягиванием диаметрально противоположных болтов.

Контроль состояния КШМ и ГРМ

Техническое состояние этих механизмов можно определять:

по расходу (угару) масла в эксплуатации и падению давления в системе смазки;

по изменению давления (компрессии) в цилиндрах двигателя в конце хода сжатия;

по разрежению во впускном трубопроводе;

по количеству газов, прорывающихся в картер двигателя;

по утечке газов (воздуха) из цилиндров;

наличию стуков в двигателе.

Угар масла в малоизношенном двигателе незначителен и может составлять 0,1-0,25 л/100 км пробега. При значительном общем износе двигателя угар может достигать 1л/100 км и более, что обычно сопровождается сильным дымлением.

Давление в масляной системе двигателя должно быть в пределах, установленных для данного типа двигателя и применяемого сорта масла. Снижение давления масла на малых оборотах коленчатого вала прогретого двигателя указывает на наличие недопустимых износов подшипников двигателя или неисправности в системе смазки.

Падение давления масла по манометру до 0 указывает на неисправность манометра или редукционного клапана.

Повышенное давление в системе смазки может возникнуть в результате большой вязкости или засорения масляной магистрали.

Компрессия служит показателем герметичности цилиндров двигателя и характеризует состояние цилиндров, поршней и клапанов. Герметичность цилиндров может быть определена компрессометром.

Компрессию проверяют после предварительного прогрева двигателя до 70-80єС при вывернутых свечах. Установив резиновый наконечник компрессометра в отверстие свечи, провертывают стартером коленчатый вал двигателя на 10-12 оборотов и записывают показания компрессометра. Проверку повторяют 2-3 раза для каждого цилиндра.

Если величина компрессии на 30-40 % ниже нормы, это указывает на наличие неисправностей (поломку или пригорание поршневых колец, негерметичность клапанов или повреждение прокладки головки цилиндров).

Разрежение во впускном трубопроводе двигателя замеряют вакуумметром. Величина разрежения у работающего на установившемся режиме двигателей может изменяться не только от изношенности цилиндро-поршневой группы, но и от состояния деталей газораспределения, установки зажигания и регулировки карбюратора.

Таким образом, данный метод контроля является общим и не позволяет выделить ту или иную неисправность по одному показателю.

Количество газов, прорывающихся в картер двигателя, изменяется в результате неплотности сопряжений цилиндр-поршень-поршневое кольцо, увеличивающейся по мере изнашивания указанных деталей. Количество прорывающихся газов замеряют при полной нагрузке двигателя.

Ремонт и техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма

Ремонт кривошипно-шатунного механизма заключается в замене или ремонте его деталей. Ремонт, как правило, осуществляется со снятием двигателя с автомобиля. Не снимая двигатель с автомобиля, можно только производить снятие или установку крышки головки блока цилиндров, головки блока цилиндров, поддона масляного картера, а также замену их прокладок. При установке вышеперечисленных деталей затяжка гаек и болтов их крепления осуществляется в определенном порядке в соответствии с общим правилом крепления корпусных деталей: от центра к периферии методом крест-накрест. Такой способ затяжки позволяет обеспечить герметичность креплений и всего механизма.

Крышку головки цилиндров снимают и устанавливают в том случае, если есть необходимость замены или ремонта головки цилиндров двигателя, при подтяжке гаек и болтов ее крепления, при замене прокладки головки блока. Кроме того, крышку головки цилиндров необходимо снимать при техническом обслуживании и ремонте газораспределительного механизма (регулировке зазоров клапанов, замене маслоотражательных колпачков и других деталей газораспределения). Снятие и установка крышки цилиндра производится аккуратно, чтобы не повредить прокладку крышки, кроме того, при ремонте двигателя желательно иметь запасную прокладку крышки для замены в случае повреждения ее при разборке или на тот случай, если старая прокладка окажется поврежденной в процессе эксплуатации двигателя. Кроме этого запасная прокладка может понадобиться в том случае, если старая резиновая прокладка потеряет свои уплотняющие свойства из-за затвердевания.

Снятие и установка головки блока цилиндров осуществляется в том случае, если необходимо произвести ее замену, при замене прокладки головки, ремонте газораспределительного механизма. Кроме этого головку блока цилиндров снимают в том случае, когда осуществляют удаление нагара со стенок камер сгорания и с днища поршней, а также, если применение специальных веществ для удаления нагара не приносит результатов. Признаками отложения нагара являются перегрев двигателя и продолжение работы в течение нескольких секунд после выключения зажигания. Для того чтобы снять головку блока цилиндров, необходимо сначала слить охлаждающую жидкость, потом снять приборы, установленные на головке; отвернуть болты, при помощи которых она крепится к двигателю. После этого можно аккуратно снять головку, чтобы не повредить прокладку. В том случае, если прокладка прилипла к головке цилиндров, ее отделяют при помощи тонкой металлической пластины или тупого ножа. При удалении нагара нужно поочередно установить поршни в ВМТ, затем размягчить нагар ветошью, смоченной керосином, и после этого удалить образовавшийся нагар скребком из мягкого металла или из дерева. При удалении нагара со стенок камеры сгорания необходимо проделать те же самые операции.

Установка головки цилиндров производится в обратной последовательности. Перед установкой старой прокладки ее нужно натереть порошкообразным графитом для обеспечения герметичности. Однако лучше всего при каждом снятии-установке головки блока цилиндров производить замену старой прокладки на новую. После установки головки блока цилиндров необходимо произвести затяжку ее креплений к блоку. Затяжка креплений осуществляется на холодном двигателе при помощи динамометрического ключа с определенным моментом и в определенной последовательности. В процессе эксплуатации двигателя головка не нуждается в дополнительном подтягивании крепежных элементов, благодаря применению специальных болтов и установки безусадочной прокладки. Для ремонта и замены остальных деталей кривошипно-шатунного механизма необходимо снять двигатель с автомобиля и произвести полную или частичную его разборку. Для того чтобы определить пригодность детали к ее дальнейшему применению, необходимо произвести проверку технического состояния деталей кривошипно-шатунного механизма.

Проверка технического состояния блока цилиндров заключается в тщательном визуальном контроле целостности блока, в измерении величин его деформации, а также износов поверхностей цилиндров и отверстий под коренные подшипники. Перед проверкой технического состояния блок цилиндров нужно тщательно очистить, а также промыть все его внутренние полости (особенно каналы смазочной системы) горячим раствором каустической соды при температуре 75-85°С. Если на блоке цилиндров имеются повреждения (трещины, пробоины, сколы), то блок, как правило, подлежит немедленной замене. Небольшие трещины заделывают эпоксидным составом или устраняют при помощи сварки. В процессе определения деформации блока цилиндров осуществляется контроль соосности отверстий под коренные подшипники, а также неплоскостности его разъема с головкой блока цилиндров. Неплоскостность разъема блока с головкой цилиндров проверяют при помощи набора щупов, линейки или поверочной плиты. Линейку устанавливают по диагоналям плоскости разъема и посередине в продольном и поперечном направлениях. После этого при помощи подложенного под нее щупа определяют величину зазора между щупом и линейкой. Блок считается пригодным для дальнейшего применения, если величина зазоров не превышает 0,1 мм. Если величина зазора не превышает 0,14 мм, то плоскость разъема необходимо прошлифовать для устранения ее неплоскостности. При зазоре более 0,14 мм блок цилиндров подлежит замене.

Несоосность отверстий коренных подшипников проверяется при помощи специальной оправки. Для проверки необходимо вставить оправку в отверстие коренного подшипника. Если оправка вставляется одновременно во все отверстия коренных подшипников, то блок считается пригодным для дальнейшего применения, если оправка не вставляется одновременно во все отверстия, то блок цилиндров необходимо заменить на новый. После этого необходимо провести измерение диаметров цилиндров и отверстий под коренные подшипники. Для этой операции применяют индикаторный нутромер. Если износ отверстий превышает допустимые значения, то блок цилиндров либо меняется на новый, либо растачивается под ближайший ремонтный размер. После такой расточки в блок цилиндров устанавливают поршни и поршневые кольца, соответствующие ремонтному размеру.

Проверка технического состояния коленчатого вала осуществляется для того, чтобы выявить наличие трещин, следы повышенного износа поверхности резьбы. Перед проверкой коленчатый вал необходимо снять с двигателя, тщательно промыть. Кроме этого нужно прочистить и продуть полости масляных каналов, предварительно отвернув пробки масляных каналов. Если в процессе визуального осмотра вала обнаруживаются трещины, вал подлежит замене. При срыве резьбы не более двух ниток производится ее прогонка. После этого производится измерение диаметров коренных и шатунных шеек и делается заключение о дальнейшем использовании вала, о возможности перешлифования шеек под ремонтные размеры или о замене вала на новый. Замер шейки коленчатого вала осуществляется при помощи микрометра по двум поясам в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Перешлифовка всех одноименных шеек осуществляется под один ремонтный размер. Кроме этого при проверке технического состояния коленчатого вала измеряется биение в креплениях маховика и оси вала при помощи микрометрической индикаторной головки при прокручивании коленчатого вала. Эта проверка позволяет контролировать перпендикулярность торцевой поверхности фланца.

Контроль технического состояния маховика осуществляется по состоянию поверхности плоскости прилегания ведомого диска сцепления, а также по состоянию ступицы и зубчатого обода. Плоскость прилегания ведомого диска должна быть без рисок и задиров. Кроме этого проверяется биение плоскости маховика в сборе с коленчатым валом. Оно не должно превышать 0,10 мм на крайних точках. Если биение превышает допустимые значения, нужно прошлифовать плоскость прилегания либо необходимо заменить маховик. Маховик также подлежит замене при наличии на нем трещин. Если на зубьях обода маховика присутствуют забои, то их следует зачистить, а при значительном износе или при повреждении обод маховика меняют на новый. Новый обод необходимо разогреть до температуры в 200-230°С и затем напрессовать на маховик.

После первых 1500-2000 км пробега необходимо подтянуть гайки шпилек и болты головки блока цилиндров. В дальнейшем эту операцию необходимо проделывать только после снятия головки блока цилиндров, при появлении признаков прорыва газов или подтекания охлаждающей жидкости. Кроме этого вместе с подтяжкой гаек и болтов крепления головки блока цилиндров нужно подтягивать винты или болты крепления поддона картера двигателя. Через каждые 10 000-15000 км пробега нужно проверять и при необходимости подтягивать болты и гайки крепления опор двигателя, а также очищать их резиновые подушки. Кроме того, по мере накопления пыли и грязи следует протирать поверхность двигателя ветошью, смоченной специальным очистителем.

Системы кривошипно-шатунного механизма

Коленчатый вал для различных комплектаций и моделей двигателей могут применяться с маркировкой 740.30-1005020 и 740.13-1005020. Коленчатый вал изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, закаленных ТВЧ, которые связаны между собой щеками и сопрягаются с ними переходными галтелями.

Для равномерного чередования рабочих ходов расположение шатунных шеек коленчатого вала выполнено под углом 90°.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0,3 мм, слоем свинцовооловянистого сплава толщиной 0,022 мм и слоем олова толщиной 0,003 мм.

Верхние 8 и нижние 9 вкладыши коренных подшипников невзаимозаменяемые. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения.

Вкладыши 9 нижней головки шатуна взаимозаменяемы. От проворачивания и бокового смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные в постелях блока и шатуне, а также крышках подшипников.

Для восстановления двигателя предусмотрены восемь ремонтных размеров вкладышей. Обозначение вкладышей подшипников коленчатого вала, диаметр коренной шейки коленчатого вала, диаметр отверстия в блоке цилиндров под эти вкладыши указаны в таблице 14.

Вкладыши имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности при форсировании двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные). Поэтому при проведении ремонтного обслуживания не рекомендуется замена вкладышей на серийные с маркировкой 740.100.., т. к. при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Обозначение вкладышей нижней головки шатуна, диаметр шатунной шейки коленчатого вала, диаметр отверстия в кривошипной головке шатуна под эти вкладыши указаны в таблице 15 (см. раздел «Ремонт КШМ»).

Вкладыши 7405.1005170 Р0, 7405.1005171 Р0, 7405.1005058 Р0 применяются при восстановлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленчатого вала заполировать.

Вкладыши 7405.1005170 Р1, 7405.1005171 Р1 и 7405.1004058Р1 применяются с перешлифовкой шеек коленчатого вала в ремонтный размер.

Пределы допусков по диаметру шейки коленчатого вала, диаметру отверстия в блоке цилиндров и диаметру отверстия в кривошипной головке шатуна при восстановлении двигателя должны быть такими же, как у номинальных размеров.

Клеймо ремонтного размера нанесено на тыльной стороне вкладыша.

Крышки коренных подшипников изготовлены из высокопрочного чугуна.

двигатель картер шатунный механизм

Рис. 14 - Установка крышек подшипников коленчатого вала 1 - крышка подшипника коленчатого вала; 2 - коленчатый вал; 3 - коренные болты крепления крышки подшипника коленчатого вала; 4 - стяжной болт крепления крышки подшипника левый; 5 - шайбы; 6 - стяжной болт крепления крышки подшипника правый; 7 - блок цилиндров; 8 - штифты

Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных коренных 3 и горизонтальных стяжных 4 и 5 болтов, которые затягиваются по определенной схеме регламентированным моментом.

Центрирование крышек коренных подшипников производится горизонтальными штифтами 8, которые запрессованы на стыке между блоком и крышками, но, большей частью, входящими в блок для предотвращения их выпадения при снятии крышек.

Кроме того, крышка пятой коренной опоры центрируется в продольном направлении двумя вертикальными штифтами, обеспечивающими точность совпадения расточек под упорные полукольца коленчатого вала на блоке и на крышках.

Поршень с шатуном соединены пальцем 11 плавающего типа, его осевое перемещение ограничено стопорными кольцами 12. Палец изготовлен из хромоникелевой стали, диаметр отверстия - 21,7 мм. Применение пальцев с другими величинами отверстий недопустимо, т. к. это нарушает балансировку двигателя.

Маслосъемное кольцо 4 - коробчатого типа с пружинным расширителем, имеющим переменный шаг витков и шлифованную наружную поверхность. Средняя часть расширителя с меньшим шагом витков при установке на поршень должна располагаться в зоне замка кольца.

На двигателе мод. 740.11-240 высота маслосъемного кольца - 5 мм (на двигателях мод. 740.30-260 и 740.31-240 - 4 мм).

Установка поршней и поршневых колец с других моделей двигателей КАМАЗ недопустима, т. к. это может привести к увеличению расхода масла на угар. Допускается на двигатель мод. 740.11 установка поршней с поршневыми кольцами с двигателей мод. 740.13, 740.14. На двигателях мод. 740.31 и 740.30 установлены поршни с маркировкой 740.30-1004015-40, выполненной на днище поршня со стороны поршневого пальца.

Для исключения возможности применения невзаимозаменяемых деталей цилиндро-поршневой группы при проведении ремонтных работ рекомендуется использовать ремонтный комплект с маркировкой 7405.1000128-42 для двигателя мод. 740.11-240.

В ремонтный комплект входят:

поршень;

поршневые кольца;

поршневые пальцы;

стопорные кольца поршневого пальца;

гильза цилиндра;

уплотнительные кольца гильзы цилиндра.

Форсунки охлаждения (см. Рисунок 27 - Установка гильзы и форсунки охлаждения поршня) устанавливаются в картерной части блока цилиндров и обеспечивают подачу масла из главной масляной магистрали на внутреннюю полость поршней при достижении в ней давления 80-120 кПа (0,8-1,2 кгс/см2). На такое давление отрегулирован клапан, расположенный в каждой из форсунок.

При сборке двигателя необходимо контролировать правильность положения трубки форсунки относительно гильзы цилиндра и поршня. Контакт с поршнем недопустим.

Маховик с креплением под коленчатый вал 740.30-1005020 (см. Рисунок 33 - Установка полуколец, вкладышей подшипников, манжеты и маховика коленчатого вала 740.30-1005020) закреплен десятью болтами 16, изготовленными из легированной стали, на торце хвостовика коленчатого вала и зафиксирован штифтом 4 на центрирующей шейке 20 коленчатого вала 6. С целью исключения повреждения поверхности маховика под головки болтов устанавливаются шайбы 17. На обработанную цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый венец 14, с которым входит в зацепление шестерня стартера при пуске двигателя. Под манжету уплотнения коленчатого вала устанавливается кольцо 21 с наружной хромированной поверхностью. Во внутреннюю расточку маховика установлена дистанционная втулка 18 и подшипник 19 первичного вала с двухсторонним уплотнением.

Маховик с креплением под коленчатый вал 740.13-1005020 (см. Рисунок 32 - Установка манжеты уплотнения и маховика коленчатого вала 740.13-1005020) закреплен восемью болтами 12, изготовленными из легированной стали с двенадцатигранной головкой, на торце хвостовика коленчатого вала 5 и точно зафиксирован двумя штифтами 3 и установочной втулкой 15 маховика. Величина моментов затяжки болтов крепления маховиков указана в таблице 10 (см. раздел «Ремонт двигателя»).

Конфигурация сопрягаемой со сцеплением поверхности маховика определяется моделью сцепления.

Установка маховиков двигателей других моделей при проведении ремонтных работ не допускается.

При выполнении регулировочных работ по установке угла опережения впрыскивания топлива и величин тепловых зазоров в клапанах маховик фиксируется.

Гаситель крутильных колебаний закреплен восемью болтами на переднем носке коленчатого вала 6. Привод отбора мощности - передний, осуществляется с носка коленчатого вала через фланец 15 отбора мощности, прикрепленный к носку коленчатого вала 6 восемью болтами 11. Центрирование фланца относительно коленчатого вала осуществляется по отверстию во фланце гасителя. Крутящий момент от фланца отбора мощности передается на шкив 1 электромагнитной муфты и далее через ременную передачу на привод генератора и водяного насоса. Шкив закреплен на фланце отбора мощности шестью специальными болтами 14 размерностью М12Ч1,25Ч30. На торце шкива выполнено шесть отверстий диаметром 14 мм. Отверстия предназначены для проворота коленчатого вала при регулировании зазоров клапанов.

Размещено на Allbest.ru