Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как устроен поршень автомобиля?

Чугун

Материалом для производства поршней для первых двигателей внутреннего сгорания служил чугун. Однако, детали, сделанные из него, были достаточно тяжелыми. С развитием технологий, стали использовать для производства транспортных деталей более легкий металл – алюминий. Таким образом, алюминиевый поршень имел множество преимуществ над чугунным. Это связано, в первую очередь, с тем, что алюминиевый поршень увеличивал мощность и обороты, одновременно уменьшая нагрузку на детали и улучшая теплоотдачу.

Алюминий

С момента начала производства поршней из алюминия, в разы возросла мощность двигателей, а температура и давление в цилиндрах современных транспортных средств стали такими, что алюминий подошел к пределу своей прочности. В связи с этим, в последние несколько лет для изготовления поршней стали использовать сталь, поскольку стальные детали способны выдержать большие нагрузки. Стальные поршни отличаются от алюминиевых, в первую очередь, своим более легким весом. Это обусловлено конструкцией новых поршней – они имеют более легкие стенки и значительно меньшую компрессионную высоту (компрессионной высотой называется расстояние от днища до оси алюминиевого пальца).

Таблица. Физико-механические свойства поршневых сплавов.

Принцип работы поршневого насоса

Работа поршневого жидкостного насоса основана на принципе вытеснения. Основными рабочими органами такого оборудования являются: цилиндр и поршень. Поршень перемещается в цилиндре совершая возвратно-поступательное движение.

Работа поршневого насоса в общем случае выглядит следующим образом

В цилиндре (позиция 8) перемещается поршень (позиция 7), жестко соединенный со штоком (позиция 9), являющимся исполнительной частью приводного кривошипно-шатунного механизма. При ходе поршня “вправо” полезный объем цилиндра, т.е. объем, заполняющийся жидкостью, увеличивается, вследствие чего давление в нем уменьшается.

Всасывающий клапан (позиция 4) при этом поднимается, жидкость под действием внешнего давления на ее поверхности, чаще всего атмосферного, входит в цилиндр через сосун (позиция 1), открытый обратный клапан (позиция 2) и всасывающую трубу(позиция 3).

При ходе поршня “влево” жидкость, ранее вошедшая в цилиндр, выталкивается движущимся поршнем. Давление в цилиндре насоса при этом повышается. Всасывающий клапан (позиция 4) закрывается, а нагнетательный клапан(позиция 5) поднимается и жидкость из цилиндра поступает в нагнетательный трубопровод (позиция 6). Подача жидкости в нагнетательный трубопровод происходит вследствие вытеснения из цилиндра движущимся поршнем предварительно засосанной жидкости.

Плунжерные насосы высокого давления

Плунжерный насос — это разновидность насосов вытеснения. Отличием плунжерного насоса является рабочий орган — плунжер. Его задачей является перемещение вдоль оси цилиндра. Перемещаются плунжеры за счет электропривода, раскручивающего коленвал.

Всасывание жидкости в цилиндр насоса происходит при движении плунжера вверх. При этом всасывающий клапан К1 поднимается и жидкость под действием внешнего давления входит в цилиндр насоса. При возвратном движении плунжера вниз клапан К1 прижимается к своему гнезду, закрывая его, а нагнетательный клапан К2 открывается, пропуская вытесняемую из цилиндра жидкость в нагнетательный трубопровод.

Плунжер 1 насоса в работе соприкасается только с элементами сальника 2, уплотняющими плунжер в цилиндре. При этом тщательность уплотнения достигается сжимаемой сальниковым стаканом набивкой, уменьшающей трение и износ соприкасающихся поверхностей. Благодаря этому цилиндр плунжерного насоса не изнашивается, а служит только емкостью, заполняемой и опорожняемой в зависимости от направления движения плунжера.

Классификация поршневых насосов

Теперь, когда Вы знаете особенность этих двух типов оборудования, предлагаем выделить их основную классификацию:

По видам действия:
поршневой насос простого действия – рабочая одна сторона поршня;
поршневой насос двойного действия – обе стороны поршня рабочие;

По типам расположения цилиндров:
горизонтальный;
вертикальный.

По видам приводов:
приводной – работает от двигателя, соединенного с насосом через шатун;
прямого действия – смонтирован на общем штоке с паровой машиной.

Устройство поршневого насоса

В основу устройства поршневых насосов входит полый металлический цилиндр, в котором протекают все рабочие процессы.

Поршневой насос для воды в общем случае состоит из:
1. клапанов
2. поршня, перемещающегося в цилиндре
3. шатунного механизма
4. кривошипа

Назначение клапанов состоит в том, чтобы впускать воду, при этом препятствуя её движению назад. В роли клапанов в зависимости от конструкции может выступать шарик или мембрана.

Гидравлические поршневые насосы в качестве уплотняющего элемента в обратном клапане используют шарик, изготовленный из стекла, пластика или металла.

В мембранно поршневой насос в качестве клапана устанавливается резиновая пластина (мембрана), закрепленная с одной стороны.

Перемещение поршня в цилиндре достигается благодаря вращению кривошипа, закрепленного на одном валу с электродвигателем.

В устройство поршневого насоса современного типа входит несколько клапанов, штоки которых закреплены на одном кривошипе. Вращаясь в подшипниках такие регулируемые насосы поршневого типа способны обеспечить стабильную подачу.

Плунжерные насосы высокого давления способны работать с водной средой и любыми жидкостями, наподобие воды, которые отличаются низкой вязкостью и не могут вступать в реакцию с металлическими деталями оборудования. Прибор работает, как дозатор. Плунжерный насос может быть ручной или автоматический. При этом дозировочный насос осуществляет перекачку жидкости за счёт высокого давления.

В отличие от поршневого особенностью плунжерного насоса является отсутствие внутреннего уплотнения поршня. Это приводит к широкому использованию их в области высоких давлений.

При этом плунжерный насос высокого давления обладает рядом преимуществ:
насос довольно прост в монтаже
управлять плунжерным насосом высокого давления не составляет большого труда
предусмотрена система смазки, позволяющая легко к ней добраться
есть возможность отрегулировать плунжерный насос высокого давления на выход нужного рабочего давления

Кроме того конструктивно выделяются аксиально и радиально поршневые типы насосов.

Отличие поршня от плунжера

По конструкции рабочего органа, вытесняющего жидкость из цилиндра, поршневые насосы бывают с дисковым поршнем и плунжерные.

Поршень насоса (на рисунке слева) имеет вид диска, уплотнение которого в цилиндре осуществляется с помощью специальных пружинящих разрезных металлических(а чаще всего чугунных) колец. Тщательное уплотнение дискового поршняв цилиндре может быть осуществлено также с помощью резиновых или кожанных манжет.

В отличии от поршня, плунжер (на рисунке справа) — это пустотелый цилиндр, длина которого намного больше диаметра. Он перемещается в уплотняющем сальнике не соприкасаясь со стенками рабочего цилиндра. Плунжеры изготавливаются в виде стержня(штока).

Рабочие характеристики

Подача поршневого насоса

Подачей насоса называется объемное количество жидкости, подаваемое насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени. Это определение относится ко всем насосам независимо от типов их конструкций.

Подача поршневого насоса Q выражается произведением вытесненного за один ход объема V на число рабочих ходов за единицу времени.

Объем V=f*S, где f – площадь поршня, а S – его ход.

Q = f*(S*i/60), где i – число ходов в минуту.

S*i/60 = Vср – средняя скорость движения поршня с учетом перемещения только при рабочем ходе.

Таким образом Q = f*Vср

Если рассматривать характеристику насоса, то подача поршневого насоса циклически изменяется во времени, график подачи жидкости в напорный трубопровод для насоса одностороннего действия имеет прерывистый характер.

В целях выравнивания графика подачи применяют поршневые насосы двойного действия.

Подача плунжерного насоса

Подача плунжерного насоса тройного действия равна утроенной подаче насоса одинарного действия.

Трехплунжерный насос создает в сравнении с поршневыми насосами равномерную подачу жидкости в систему нагнетания и, как правило, не нуждается в установке специальных устройств для выравнивания графика подачи.

Это свойство является существенным достоинством данного типа насосов.

Мощность и КПД

Мощность и КПД поршневого и плунжерного насоса это основные характеристики, говорящие о качестве работы оборудования. КПД – коэффициент полезного действия – говорит о потерях в насосе и складывается из двух величин.

Гидравлический КПД – это потери мощности на гидравлические сопротивление:

Механический КПД – показывает механические потери в оборудовании, такие как трение и т.д.

Полезная мощность поршневого насоса:

N = Q · ρ · g · H,
где Q — подача насоса;
ρ – плотность воды;
Н — полная высота подъема жидкости.

Поршневой воздушный насос

Поршневой воздушный насос, всасывающий газ или воздух при давлении ниже атмосферного и выталкивающие их в атмосферу, называются вакуум-насосом.

В пищевой промышленности вакуум-насосы применяются главным образом, для отсасывания несконденсировавшихся паров и газов в выпарных станциях, варочных станциях заводов и фабрик, оборудованных вакуум-аппаратами, а также для создания вакуума в секциях вакуум-фильтров. Чаще применяются вакуум-насосы низкого вакуума, которые создают у своего всасывающего патрубка вакуум до 92-95% от атмосферного давления.

По принципу действия поршневой воздушный насос является компрессором, всасывающим газ при пониженном давлении, сжимающим его, а затем нагнетающим этот газ. Хотя практически давление давление нагнетания не намного превышает атмосферное, степень сжатия в поршневом воздушном насосе значительно больше, чем в обычном компрессоре.

При такой степени сжатия объемный КПД выходит небольшим – около 35%. Для повышения объемного КПД используют технические методы выравнивания давления на всасывании и нагнетании насоса, таким образом достигается высокий объемный КПД.

Преимущества и недостатки поршеного и плунжерного насоса

Огромным преимуществом насоса является его надежность и высокая ремонтопригодность. Эти два параметра вытекают не только из принципа работы, но и из конструкции насоса — насос изготавливается из высокопрочных материалов. Насос способен работать со средами у которых высокие требования к условиям пуска. Огромные преимуществом этого типа насосов, в отличии от циркуляционных насосов, является наличие возможности “сухого” всасывания, которым может похвастаться не каждый насос.

Из недостатков следует отметить низкую производительность. В настоящее время на рынке существуют модели, где этот показатель находится на приемлемом уровне, но у таких насосов отмечаются повышенные требования к параметрам эксплуатации, что выливается в высокую стоимость насоса.

Читать еще:  Материалы для изготовления поршней

Область применения

В насосах вытеснения величина напора принципиально не ограничена. Повышение же подачи может быть достигнуто лишь увеличением конструктивных размеров и числа рабочих ходов (числа оборотов).

В поршневых и плунжерных насосах, вследствие цикличности движения тела вытеснения поток жидкости является неустановившимся, и повышение скорости потока, а следовательно, и подачи за счет увеличения числа оборотов ограниченно явлениями инерции.

Эксплуатация плунжерных насосов целесообразна в случае, когда необходимо высокое давление при относительно малых подачах.

В прессовых установках и химической промышленности строятся насосы с напором в 1000 атмосфер и более. Специализированные поршневые насосы допускается использовать при работе с агрессивными средами, взрывоопасными смесями и некоторыми видами топлива. Но область применения этого типа насосов не ограничивается только промышленной сферой. Эти насосы применяют так же для обеспечения чистой водой в бытовых нуждах.

Хотя поршневой жидкостный насос не рассчитан на большие объемы циркуляции, но отличается высокой надежностью и при своевременном техническом уходе способен проработать очень длительный срок.

Поршневой насос относится к типу насосов вытеснения. Для составления мнения об этом типе насосов прочитайте статью о винтовых насосах.

Поршневые насосы занимают отдельную нишу на рынке, они удовлетворяют требования как частных пользователей, так и потребности крупных производств. Потребность же насосов этого типа в бытовых нуждах обусловлена как простотой их конструкции и нетребовательностью содержания, так и высоким эксплуатационным ресурсом техники этого типа.

Ремонт блока цилиндров: как это делается

Блок цилиндров на первый взгляд может показаться деталью простой: чугунный корпус с цилиндрами — и только. Однако и здесь есть целый комплекс тонких нюансов: зеркало цилиндра, хон, плоскость плиты — а кривошипно-шатунный механизм добавляет к этому вкладыши, подшипники и кольца, где точность сборки измеряется десятыми долями миллиметра. Сегодня мы разберемся, кто смотрит в зеркало, куда вкладываются вкладыши и почему не стоит гнуть пальцы, а затем отдефектуем блок цилиндров дизельного двигателя Mitsubishi 4М41.

И так, мы подошли к финишной прямой. В нашем двигателе Mitsubishi 4М41, который проехал полмиллиона километров, после ремонта головки блока цилиндров и цепного привода ГРМ осталось разобраться с кривошипно-шатунным механизмом и блоком цилиндров. К слову, именно по состоянию блока цилиндров озвучивались самые пессимистичные прогнозы — ведь такой пробег не мог не сказаться на геометрических характеристиках. Однако после полной ревизии блока этот двигатель окончательно влюбил в себя нашего мастера.

Кривошипно-шатунный механизм и блок цилиндров

Блок цилиндров — это металлическая корпусная деталь, в которой заключены элементы того самого кривошипно-шатунного механизма, благодаря которому поступательное движение поршней превращается во вращательное движение коленчатого вала. Внутри блока имеются полости, которые при работе мотора заполняются охлаждающей жидкостью — водяная рубашка. Блоки изготавливаются из чугунного или из алюминиевого сплава: сам по себе блок должен быть массивным, потому что воспринимает довольно увесистые ударные нагрузки, передаваемые от поршней. Также не стоит забывать о нагреве, последствия которого необходимо минимизировать.

Сверху блок накрывается головкой блока (ГБЦ), снизу — поддоном картера. В самом блоке располагаются гильзы, внутри которых перемещаются поршни. Внутренняя поверхность гильзы, которая непосредственно контактирует с поршнем, называется зеркалом цилиндра. В нижней части блока имеются «постели» — ложементы, в которые укладывается коленчатый вал, накрываемый крышками. При накрытии постели крышкой образуется отверстие, называемое коренной опорой коленвала.

Важно, чтобы блок цилиндров был достаточно жестким, так как силы, возникающие в процессе работы, пытаются скрутить, изогнуть и разорвать блок — именно поэтому он долгие десятилетия и оставался чугунным. Тренд современности — более легкие блоки цилиндров из алюминиевого сплава, с которыми (как и с облегченными чугунными) применяют интегрированные крышки коренных опор, называемые рамкой лестничного типа.

Итак, получается следующее: в классическом исполнении (как у нас, например) каждая коренная шейка коленчатого вала накрывается отдельной крышкой коренной опоры (ее часто называют бугелем). В рамке лестничного типа все бугели объединены в одну конструкцию, похожую на лестницу — таким образом конструкторы добились значительного повышения жесткости блока цилиндров. Недостатком данного подхода можно назвать стоимость изготовления подобной детали.

Разобравшись с блоком, переходим к движущимся частям — и первыми будут поршни. Они изготавливаются из алюминиевого сплава и конструктивно имеют юбку, днище и бобышки. Юбка — это боковая часть поршня, бобышки — это приливы, в которых выполнено отверстие под поршневой палец, а днище — это плоскость, обращенная непосредственно в камеру сгорания и непосредственно воспринимающая все нагрузки в процессе сжигания топливовоздушной смеси. Интересно, что днище поршня может быть плоским, как стапель краснодеревщика, а может иметь настолько сложную форму, что понять с первого раза, что это поршень, будет тяжело.

Сложность формы поршня, если таковая имеется, тщательно просчитана в угоду улучшению смешивания топлива с воздухом (что часто встречается в бензиновых ДВС с непосредственным впрыском топлива). Если же двигатель работает на дизеле (как наш), в поршне может находиться камера сгорания, а сам он будет значительно массивней своего бензинового собрата.

Поршень устанавливается в цилиндр с определенным зазором (часто 0.2–0.3 мм), потому для его уплотнения предусмотрены поршневые кольца. На современных двигателях поршень опоясывают два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Соединяется поршень с коленчатым валом через шатун — соединительный элемент. Один его конец крепится к поршню через палец, который запрессовывается или просто вставляется и стопорится кольцами в поршне и головке шатуна. Второй конец — разборный: для закрепления на коленвале необходимо установить крышку шатуна и затянуть ее болты или гайки крепления.

И коленвал с блоком, и шатуны с коленвалом контактируют через подшипники скольжения, они же вкладыши. Для дополнительного охлаждения поршней внутри блока могут быть установлены распылители масла, направленные на поршни.

Рядная «шестерка» считается одним из самых уравновешенных двигателей (в плане колебаний). У нас же — рядная «четверка», причем внушительного объема, а потому в блоке цилиндров установлены два балансирных вала, суть работы которых сводится к уменьшению колебаний двигателя.

Что может поломаться

Одни из самых уязвимых деталей двигателя — поршневые кольца: из-за нагара они могут залипнуть в буквальном смысле слова. При этом могут лопнуть сами кольца, а могут и перемычки на поршне, между которыми они установлены. Может, наконец, износиться непосредственно выборка под кольцо в поршне.

С самими поршнями потенциальных проблем меньше, но ситуацию это не облегчает. Самое простое, что может произойти — банальный износ и отклонение от номинального диаметра, полный же «трэш» — это прогорание поршня. Кроме того, возможен износ поршневого пальца и отверстий под палец в бобышках поршня.

С шатуном все еще проще: здесь есть два нюанса, которые проверяют всегда, и два, которые часто игнорируют. Первые — износ втулки малой головки шатуна и износ вкладышей шатунного подшипника, а вторые — величина изгиба и кручения шатуна. Тем не менее, как показывает практика, шатун — один из самых редко заменяемых элементов в двигателе.

Самая распространенная проблема с коленчатым валом — износ рабочих поверхностей, второе по «популярности» место занимают случаи проворота вкладышей. Случается это, когда отсутствует достаточное количество масла в месте контакта, из-за чего коленвал срывает вкладыши подшипников и начинает «весело» вращаться вместе с ними. Это по-настоящему тяжелый случай: при определенном невезении ремонт может стоить замены блока.

Износ упорных колец коленчатого вала — тоже проблема довольно неприятная, хоть и незначительная на первый взгляд. Дело здесь в том, что не выявленный вовремя дефект в будущем может привести к заклиниванию двигателя — ведь на коленвал во время работы действуют силы и в продольном направлении тоже. Достаточно сместить вал на критическое расстояние — и поршни от перекоса просто заклинит. Стоит заметить, что поломка самого «колена» тоже возможна, хоть для этого и придется постараться.

В самом блоке конструктивно ломаться практически нечему — но это не означает, что с ним не бывает проблем, очень даже наоборот. Самые распространенные — износ цилиндров или коробление контактной поверхности блока с головкой из-за перегрева. Особо нерадивые автовладельцы, впрочем, могут сломать и сам блок цилиндров. Для этого нужно лишь выполнить парочку нехитрых операций: первая — залить в систему охлаждения обычную воду (можно дистиллированную), а вторая — оставить автомобиль на улице на ночь при минус 20°С.

Что измеряют при капремонте

Прежде всего, после разборки измеряют наружный диаметр поршней в строго определенной плоскости (поперек оси пальца) и на заданном расстоянии от поверхности днища поршня. Производитель может изготовлять поршни в нескольких размерах: номинальном и ремонтных — эти данные приведены в технической документации. Если поршень в «номинале» (как это оказалось у нас), проверяют биение шатуна и пальца. Профессионал может засечь неладное, что называется, на ощупь — неопытному же механику придется все-таки выпрессовать палец из поршня и шатуна. После выпрессовки необходимо измерить наружный диаметр пальца и внутренние диаметры втулки шатуна и отверстий в поршне, путем несложной математики вычислить зазор в данной сборке и принять финальное решение об утилизации или дальнейшем применении этого комплекта.

Читать еще:  Основные типы поршней

Вооружившись набором плоских щупов, специалисты-механики измеряют зазор между кольцом и выборкой в поршне: если он превышен — поршень отправляется под замену. Так как мы проводим капитальный ремонт, замена колец даже не обсуждается — это само собой разумеющийся факт.

Практически закончив с подвижными элементами, переходим к блоку цилиндров, для обмера которого необходим так называемый нутромер. Это приспособление, предназначенное для измерения внутреннего диаметра с высокой точностью, которая обеспечивается индикатором часового типа. Внутренний диаметр измеряют на трех уровнях и в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: это необходимо для наиболее точного понимания величины и характера износа цилиндра. Характер износа в данном случае — величина бочкообразности и овальности цилиндра. Все дело в том, что нагрузка на цилиндр неравномерна, а, следовательно, неравномерен и его износ: ближе к центру величина износа будет расти, а затем снова уменьшаться. Из-за этого цилиндр в профильном разрезе слегка «округляется» и становится похожим на бочку. В свою очередь, поршень давит на цилиндр только в одном направлении, вырабатывая поверхность и превращая ее в овальную. Повторюсь, точность при работе с блоком должна быть предельной — никаких приблизительных размеров существовать просто не может: в технической документации обязательно есть цифры предельно допустимой бочкообразности и овальности цилиндров.

В конце концов, ревизии подвергается и коленчатый вал. У него измеряют диаметры коренных и шатунных шеек и, при необходимости, шлифуют до следующего ремонтного размера, если таковой предусмотрен. При помощи известного нам нутромера измеряются диаметры отверстий коренных опор (с установленными вкладышами, конечно). Затем, имея наружный диаметр шеек и внутренний диаметр опор, определяют масляный зазор: если он превышает допустимый, вкладыши отправляются под замену, а коленвал — на шлифовку. Кроме того, выше мы упоминали об осевом люфте коленвала — разумеется, при дефектовке измеряют и его, и если люфт завышен, заменяют упорные кольца коленвала.

Как ремонтируется блок

Если состояние цилиндров совсем не позволяет продолжить эксплуатацию блока, его отправляют на расточку цилиндров до следующего ремонтного размера. Бывает, что производитель не предоставляет такой роскоши, тогда блок «гильзуют» — восстанавливают гильзованием. Как несложно догадаться, в этом случае существующую гильзу значительно растачивают и впрессовывают в нее еще одну гильзу с внутренним диаметром номинального размера. Однако это решение — уже не очень надежное, и некоторые мастера предсказывают такому двигателю не более 50 тысяч километров потенциального пробега.

Если же блок растачивают, то, разумеется, и поршни с кольцами подбирают соответствующего размера. Шлифовка шеек коленчатого вала уменьшает их размер — а значит, и для них необходимо подобрать вкладыши следующего ремонтного размера. Работу облегчает то, что в техдокументации обычно присутствует размерная сетка подбора вкладышей.

Перед установкой поршней зеркало цилиндра подвергают хонингованию. Это процесс, который не изменяет размера цилиндра, но благодаря которому значительно уменьшается износ трущихся поверхностей. Хонингование — это нанесение небольших рисок на поверхность цилиндра с помощью специальных камней. Необходимо это для того, чтобы на поверхности цилиндра задерживалось моторное масло, увеличивая тем самым ресурс поршневой группы.

Ремонта блока цилиндров двигателя Mitsubishi 4М41

В нашем конкретном случае обошлось без сложных или интересных особенностей ремонта, так как замеры поршней, цилиндров и шеек коленчатого вала показали номинальные размеры.

Мнения наши разделились диаметрально: я немного расстроился, хозяин автомобиля — повеселел, а мастер… ему было все равно. Тем не менее, все мы очередной раз подивились стойкости данного мотора.

Перед разборкой блока и цилиндропоршневой группы мы сняли масляный поддон — и приступили к основной работе. Она свелась к извлечению поршней с шатунами из блока цилиндров. На всякий случай мы отметили номерами каждый поршень в соответствии с номером цилиндра.

Причины проявления

Это повреждение возникает из-за термической перегрузки поршня. В данном случае следует рассматривать две причины повреждения, различающиеся между собой:

Нарушение процесса сгорания топлива:

Этот дефект можно определить по следующим признакам в двигателе:

  • Кромка камеры сгорания имеет «скусы».
  • Плохое струйное распределение инжекторных форсунок.
  • Давление и объём подачи топлива инжекторных форсунок настроены неправильно.
  • Жаровой пояс в направлении оси поршневого пальца имеет задиры.

Сбой процесса сгорания топлива может иметь несколько причин.

  • В камере сгорания находится слишком богатая воздушнотопливная смесь. В этом случае следует рассмотреть следующие неполадки:
    • Подача воздуха ограничена, например, из-за засорённого воздушного фильтра.
    • Неправильно отрегулирован объём подачи топлива.
    • Неправильно отрегулирован начальный момент подачи топлива.
    • Игла форсунки заедает или перемещается с трудом.
    • Засор в газовыпускной системе.
  • Имеет место запаздывание зажигания и перебои в зажигании, а именно, по следующим причинам:
    • Было заправлено неподходящее топливо или топливо со слишком низким цетановым числом, или же в дизельном топливе присутствует бензин.
    • Клапаны негерметичны, что ведёт к потере компрессии.
    • Зазор между днищем поршня и головкой блока цилиндров слишком велик, поэтому слишком мала степень сжатия.
    • Неисправна система предварительного прогрева воздуха (прежде всего, при очень низкой внешней температуре).

Перегрев головки поршня:

Это явление имеет следующие симптомы:

  • Камера сгорания поршня не повреждена.
  • Наблюдается хорошее струйное распределение на днище поршня.

Слишком высокий уровень температуры головки поршня может иметь следующие причины:

  • Форсунка охлаждающего масла деформирована, вырвана или не установлена (монтажная ошибка).
  • Превышен интервал замены масла. В этом случае опасность полимеризации моторного масла возникает, прежде всего, при использовании биотоплива на основе рапсового и соевого масла, что может привести к засорению форсунок охлаждающего масла.
  • Посторонние включения, например, остатки прокладочных материалов и т. п., мешают требуемой циркуляции масла в контуре.

Трещины на поршнях, пальцах, шатунах и крышках требуют замены этих деталей. Если детали шатунно-поршневой группы изношены мало и не повреждены, они могут быть использованы снова. Поэтому при разборке их следует пометить, чтобы в дальнейшем не перепутать.

Выпрессовка и запрессовка поршневого пальца.

Поршень.

Поршень изготовлен из алюминиевого сплава и для улучшения прирабатываемости покрыт слоем олова. Его юбка в поперечном сечении овальная, а по высоте коническая, поэтому диаметр поршня измеряют в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, и на определенном расстоянии от днища поршня.

Для задержания масла на юбке поршня двигателей ВАЗ-1111, 1113, 2108-21083, 2110, 2111, 21213, 2130 выполнены кольцевые канавки глубиной от 20 до 40 мкм. Благодаря им зазор между поршнем и цилиндром удалось уменьшить до 0,025-0,045 мм. У других двигателей этот зазор составляет 0,05-0,07 мм.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии в правую сторону двигателя. Вот почему для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка «П». Она должна быть обращена в сторону передней части двигателя.

Расчетный зазор между поршнем и цилиндром обеспечивается установкой поршней того же класса, что и цилиндры. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е), различающихся размерами на 0,01 мм. А по диаметру отверстия под поршневой палец — на три категории через 0,004 мм.

На днище поршня клеймятся класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра). Там же маркируется и стрелка для ориентирования поршня в цилиндре. При сборке двигателя поршни следует устанавливать так, чтобы стрелка была направлена к передней части двигателя. В сторону привода распределительного вала.

Маркировка поршней и шатунов шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ.

В качестве запасных частей поставляются поршни только классов А, С и Е. Их достаточно для подбора поршня к любому цилиндру, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием размеров. Увеличение диаметра для ремонтных размеров поршней составляет 0,4 и 0,8 мм. На днищах ремонтных поршней ставится маркировка в виде квадрата или треугольника. Квадрат соответствует увеличению наружного диаметра на 0,8 мм, а треугольник — на 0,4 мм.

Контролируемые размеры сборки «шатун-палец-поршень» шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ.

Поршни делятся по весу на три группы:

— Нормальные.
— Увеличенные на 5 г.
— Уменьшенные на 5 г.

Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: «Г», «+» и «-». На двигателе ВАЗ все поршни должны быть одной группы по массе. При изготовлении строго выдерживается масса поршней, и подбирать поршни по массе при сборке двигателя не требуется. Если приобретены поршни одной группы.

Шатунно-поршневые группы одного двигателя ВАЗ не должны заметно отличаться по массе, чтобы при работе дисбаланс не приводил к вибрации и поломке двигателя. Равенство веса обеспечивают подбором поршней одной группы и шатунов одного класса. Для некоторых двигателей ВАЗ допускалась подгонка веса поршней или шатунов путем выборки металла в случаях, когда не удавалось найти детали одной весовой группы.

Когда допускается подгонка поршней, поршни одного двигателя не должны отличаться по массе более чем на 2,5 г. При подгонке массы съем металла должен ограничиваться указанными в таблице ниже пределами.

Параметры контроля массы поршней и шатунов шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ.

Контролируемые размеры при подгонке веса поршней и шатунов шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ.

Поршневой палец.

Поршневой палец всех двигателей ВАЗ, кроме ВАЗ-2110, 2111, 21213, 2130, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. У двигателей ВАЗ-2110, 2111, 21213, 2130 поршневой палец плавающего типа. То есть свободно вращается и в бобышках поршня, и во втулке шатуна. В отверстиях поршня палец фиксируется двумя пружинными стопорными кольцами.

Читать еще:  Материалы для изготовления поршней

По наружному диаметру пальцы подразделяются на три класса, через 0,004 мм. Класс маркируется краской на торце пальца:

— Синяя метка — первый класс.
— Зеленая — второй класс.
— Красная — третий класс.

Перед сборкой шатунно-поршневой группы подбирают палец к поршню и шатуну. У новых деталей класс отверстий под палец в шатуне и поршне должен быть идентичен классу пальца. Правильное сопряжение пальца с поршнем достигается, если поршневой палец входит в отверстие бобышки при нажатии большим пальцем руки и не выпадает. Если держать поршень с поршневым пальцем в вертикальном положении.

Проверка сопряжения пальца и поршня шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ.

Выпадающий из бобышки палец следует заменить пальцем следующей по размеру категории. Если был палец третьей категории, то приходится заменять и поршень, и палец.

Шатун.

Шатун обрабатывается вместе с крышкой нижней головки. Поэтому по отдельности они невзаимозаменяемые. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймят номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны быть одинаковыми, находиться с одной стороны шатуна и двигателя.

В верхнюю головку шатуна двигателей ВАЗ-2110, 2111, 21213, 2130 запрессована сталебронзовая втулка. По диаметру отверстия этой втулки шатуны делятся на три класса — через 0,004 мм, как и поршни. Номер класса наносится на верхнюю головку шатуна.

В этих двигателях ВАЗ равенство масс шатунно-поршневой группы одного двигателя регулируется путем выборки при необходимости металла из шатунов. По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы. Маркируемые либо буквой, либо краской на крышке шатуна. На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе.

Классы шатунов шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ по массе верхней и нижней головок.

Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек верхней и нижней головок. Места, на которых допускается удалять металл при подгонке массы верхней и нижней головок шатуна, следующие:

— На двигателях ВАЗ-2110 и 2111 — боковины верхней головки и бобышка крышки нижней головки.
— На двигателях ВАЗ-21213, 2130 — бобышка верхней головки и бобышка крышки нижней головки.

Контрольные зазоры шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ.

Сборка поршня с шатуном.

Так как палец вставляется в верхнюю головку шатуна с натягом, необходимо нагреть шатун до 240 градусов для расширения его головки. Для этого шатуны на 15 минут помещают в электропечь, заранее нагретую до 240 градусов, направляя верхние головки шатунов внутрь печи. Применяют также паяльные лампы и промышленные фены, дающие горячий воздух с температурой около 300 градусов. Они применяются для пайки пластмасс и т. п.

Запрессовывать нужно скорее. Так как после охлаждения шатуна нельзя изменить положение пальца. Палец следует заранее приготовить к сборке, надев его на валик приспособления, установив на конце этого валика направляющую и неплотно закрепив ее винтом. Чтобы не произошло заклинивания при расширении пальца от контакта с нагретым шатуном.

Извлеченный из печи шатун нужно быстро зажать в тисках и надеть на него поршень. Совместив отверстие под палец с отверстием верхней головки шатуна. Палец необходимо протолкнуть в отверстие поршня и в верхнюю головку шатуна так, чтобы заплечик приспособления соприкасался с поршнем. При этом поршень должен прижиматься бобышкой к верхней головке шатуна в направлении запрессовки пальца.

Поршень с шатуном должен соединяться так, чтобы метка «П» на поршне находилась со стороны выхода отверстия для масла на нижней головке шатуна. С 1990 года шатуны изготавливают без отверстия для прохода масла на нижней головке шатуна, поэтому ликвидированы и отверстия в шатунных вкладышах. Такие шатуны можно соединять с поршнем в любом положении.

После сборки шатуна с пальцем и поршнем следует проверить прочность запрессовки пальца с помощью динамометрического ключа и приспособления.

1. Зажать основание приспособления в тиски и установить на нем шатун с поршнем.
2. Опустить кронштейн индикатора, вставить в отверстие пальца резьбовой стержень. Продвинув его до упора головки стержня в торец пальца.
3. На конец стержня навернуть гайку и затянуть ее. Выбрав возможные зазоры.
4. Поднять кронштейн до горизонтального положения, закрепить его и установить штифт индикатора на головке стержня, вставленного в палец.
5. Установить индикатор на нулевую отметку.
6. Вставить в паз резьбового стержня упор, чтобы стержень не проворачивался.
7. Динамометрическим ключом приложить к гайке стержня усилие 12,7 Нм (1,3 кгсм), соответствующее осевой нагрузке 3,92 кН (400 кгс).

Испытание на выпрессовывание пальца на приспособлении А.95615 и проверка параллельности осей пальца и нижней головки шатуна.

Посадка пальца в шатуне верна, если после прекращения действия усилия и возвращения гайки в исходное положение стрелка индикатора вернется к нулю. В случае проскальзывания пальца в верхней головке шатуна необходимо заменить шатун новым.

Проверка параллельности осей шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ.

Следует проверить параллельность осей шатунно-поршневой группы специальным прибором. Для чего нижнюю головку шатуна без вкладышей центрировать на выдвижных ножах прибора, а на днище поршня установить калибр.

Щупом нужно проверить зазор между вертикальной плитой приспособления и вертикальной плоскостью калибра на расстоянии 125 мм от угла или верхнего конца калибра в зависимости от того, чем он касается плиты — углом или верхним концом. Зазор не должен превышать 0,4 мм. Если зазор больше, шатун следует заменить. После охлаждения шатуна нужно смазать моторным маслом палец через отверстия в бобышках поршня.

Установка поршневых колец.

Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца хромирована и имеет бочкообразную форму. Нижнее компрессионное кольцо — скребкового типа, с выточкой по наружной поверхности, фосфатированное. Маслосъемное кольцо имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину-расширитель.

Форма поршневых колец шатунно-поршневой группы двигателей ВАЗ в поперечном сечении.

На кольцах ремонтных размеров ставится цифровая маркировка 40 или 80. Это соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 или 0,8 мм. Зазор по высоте между канавками и кольцами проверяют, вставляя кольцо в соответствующую канавку. Предельно допустимые зазоры при износе — 0,15 мм.

Зазор в замке поршневых колец проверяют набором щупов. Вставляя кольца в калибр, имеющий диаметр отверстия, равный номинальному диаметру кольца с допуском 0,003 мм, или в цилиндр. Зазор должен находиться в пределах 0,25-0,45 мм для всех колец. Если зазор недостаточный, нужно запилить стыковые поверхности, а если повышенный — заменить кольца.

Измерение зазоров между кольцом и канавкой, и в замке.

Итак, нужно смазать моторным маслом канавки на поршне и установить кольца на поршень. Нижнее компрессионное кольцо следует устанавливать выточкой вниз или меткой «Верх» (или по-английски ТОР) вверх к днищу поршня. Стык пружинного расширителя маслосъемного кольца должен располагаться на стороне, противоположной замку кольца. Маслосъемное кольцо устанавливают фаской наружной поверхности вверх.

После установки необходимо сместить поршневые кольца так, чтобы:

— Замок верхнего компрессионного кольца располагался под углом 30-45 градусов к оси поршневого пальца.
— Замок нижнего компрессионного кольца — под углом около 120 градусов к замку верхнего компрессионного кольца.
— А замок маслосъемного кольца — под углом 30-45 градусов к оси поршневого пальца между замками компрессионных колец.

Расположение замков поршневых колец на поршне.

Кольца можно надеть на поршень руками. Держа большие пальцы в разрезе кольца, а средние пальцы — с противоположной стороны. Верхнее компрессионное и маслосъемное кольца редко ломаются, а второе компрессионное кольцо довольно жесткое и ломается при разводе концов кольца более чем на 2 мм. Чтобы не сломать это кольцо, для его установки пользуются полосками из жести.

По материалам книги «Ремонт двигателя своими руками».
Волгин В.В.

Палец поршневой ВАЗ 21213, 2101-07, 2121, 2123 (синий, зеленый, красный)

Уважаемые покупатели, во избежание ошибок при отправке комплекта поршневых пальцев, в строке «Комментарий» указывайте модель и год выпуска вашего автомобиля, класс поршневого пальца (синий цвет — 1-й класс, зеленый цвет — 2-й класс, красный цвет — 3-й класс).

Много неприятных мыслей доставляют водителю клубы сизого дыма, вырывающиеся из выхлопной трубы. Это чаще всего указывает на неприятный, однако, неизбежный момент в жизни автомобиля – ремонт двигателя.

Когда автомобиль прошел примерно 150 тысяч километров возникает заметный износ поршневой группы.

Шатунно поршневая группа — шатун, поршень с кольцами , вкладыши скольшения шатунные или коренные является наиболее важной составляющей в двигателе. При несоответсствующем техническом сотоянии данных элементов в двигателе наблюдается: пониженная компрессия, возможность заклинивания.

Поршневой палец предназначен для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна . Изготавливается полым (в виде толстостенной трубки). Для того чтобы пальцы надежно работали при передаче больших усилий, они изготавливаются из сталей (легированных или углеродистых). В отверстии поршня палец фиксируется двумя пружинными стопорными кольцами.

По диаметру поршневые пальцы делятся на три класса через 0,004 мм.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector