Кривошипно-шатунный механизм

3 Принцип действия.

Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого  вала. С помощью кинематических пар  «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал состоит из:

1-шатунные шейки;

2-коренные шейки;

3-противовес.

Коленчатый вал под действием  приложенного внешнего крутящего момента  совершает вращательное движение, которое  через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразовывается в поступательное движение поршня.

4 Неисправность.

Основными неисправностями кривошипно-шатунного  механизма двигателя являются: повышенный износ шеек коленчатого вала, вкладышей  подшипников, поршней, цилиндров и  поршневых пальцев; чрезмерное отложение  нагара; поломка, залегание или увеличенный  износ поршневых колец; ослабление креплений или трещины в блоке  и головке блока цилиндров.

   Признаками перечисленных  неисправностей кривошипно шатунного  механизма (КШМ) являются: снижение  мощности двигателя (двигатель  плохо тянет), появление посторонних  шумов и стуков, повышенный расход  масла и топлива, дымление, перегрев двигателя, возникновение калильного зажигания, снижение давления масла.

   В результате износа сопряженных  деталей в двигателе возникают  шумы и стуки, по их характеру  очень часто можно определить  место и причину неисправности.

   Так, звонкий стук, появляющийся  после пуска холодного двигателя  и уменьшающийся или исчезающий  по мере его прогрева, указывает  на износ поршней и цилиндров.  Такой же стук, прослушиваемый  на всех температурных режимах  работы двигателя, свидетельствует  об износе поршневых пальцев,  а на автомобиле "Москвич" - и втулок верхних головок шатунов.

   Глухой стук, усиливающийся  при резком увеличении частоты  вращения коленчатого вала двигателя,  является признаком увеличенного  износа коренных или шатунных  подшипников. Стук шатунных подшипников  более резкий, чем коренных, он  хорошо прослушивается через  стенку блока цилиндров в двух  зонах, соответствующих положениям  поршней в ВМТ и НМТ, в  то время как стук коренных  подшипников слышен в одном  месте. Повышенный износ подшипников  сопровождается снижением давления  масла в системе смазки.

   Сильные металлические стуки,  сопровождающиеся значительным  уменьшением давления масла, указывают  на выплавление вкладышей коренных или шатунных подшипников двигателя.

   Дымный выхлоп из глушителя,  увеличенный расход масла и  топлива являются следствием  повышенного износа поршней и  цилиндров, износа или поломки  поршневых колец, залегания их  в канавках. Залегание колец можно  устранить без разборки двигателя,  залив на 8...10 ч через отверстия  для свечей зажигания в каждый  цилиндр по 25...30 г смеси, состоящей  из равных частей керосина  и денатурированного спирта. После  этого двигателю необходимо дать  поработать в течение 10... 15 мин,  а затем заменить масло в  картере.

   Снижение мощности двигателя  наблюдается при наличии неисправностей, вызывающих снижение компрессии (давления в конце такта сжатия) в его цилиндрах. К таким  неисправностям относятся: повышенный  износ поршней и гильз цилиндров;  поломка, пригорание поршневых  колец или потеря ими упругости; слабая или неравномерная затяжка болтов (гаек) крепления головки блока цилиндров; повреждение прокладки головки блока; отложение нагара на стенках камеры сгорания и днище поршня.

   При необходимости подтяжки крепления головки блока цилиндров она осуществляется на холодном двигателе с помощью динамометрического ключа в последовательности, устанавливаемой заводом изготовителем. Затяжку следует производить в два приема: сначала с половинным моментом, а затем окончательно - с полным моментом. После затяжки необходимо проверить и отрегулировать тепловые зазоры в приводе клапанов.

   Для проверки компрессии  надо пустить двигатель и прогреть  его до нормальной температуры,  после чего заглушить двигатель,  вывернуть все свечи зажигания,  полностью открыть дроссельные  и воздушную заслонки. Затем установить резиновый конусный наконечник компрессометра в отверстие для свечи одного из цилиндров, стартером провернуть коленчатый вал на 10-12 оборотов и замерить величину давления по шкале манометра. После этого нажатием пальца на стержень золотника компрессометра выпустить воздух до установки стрелки манометра в нулевое положение. Аналогично проверяют давление в остальных цилиндрах. Давление в каждом цилиндре должно быть 9... 12 кгс/см2, а разница в показаниях по отдельным цилиндрам не должна превышать 1 кгс/см2. При отсутствии прибора найти цилиндр с пониженной компрессией можно следующим образом. Вывернуть свечи зажигания, кроме первого цилиндра, и проворачивать пусковой рукояткой коленчатый вал. Затем вывернуть свечу из первого цилиндра и поочередно ввертывать ее в остальные цилиндры. Пониженная компрессия будет в том цилиндре, где для проворачивания коленчатого вала требуется меньшее усилие.

   Перегрев двигателя и  продолжение его работы после  выключения зажигания часто являются  следствием отложения нагара  на поршне и головке блока  цилиндров. Нагар имеет низкую  теплопроводность, поэтому с его  появлением значительно ухудшается  отвод тепла, двигатель перегревается,  увеличивается расход топлива,  а мощность двигателя снижается.  Для удаления нагара необходимо  снять головку блока цилиндра  и, удалив нагар, проверить  состояние поршней и цилиндров.  Перед снятием головки блока  цилиндров нужно слить охлаждающую  жидкость, отсоединить шланги, снять приборы, укрепленные на головке, и, отвернув гайки, осторожно отделить головку блока цилиндров, пользуясь при этом широкой металлической полоской, чтобы не повредить прокладку.

   Удаление нагара с поршней  двигателя производят поочередно, когда поршни находятся в ВМТ.  Соседние цилиндры при этом  необходимо закрыть чистой ветошью.  Нагар удаляют скребками из  мягкого металла, чтобы не повредить  поверхность очищаемых деталей.  Для размягчения нагара его  смачивают керосином. Частичное  удаление нагара можно выполнить  без разборки двигателя путем  добавления в полный топливный  бак нафталина из расчета 5 г на 10 л бензина.

   При замене прокладки  головки блока цилиндров следует  тщательно очистить поверхности  разъема, а прокладку натереть  порошкообразным графитом.

5.1 ТО (техническое обслуживание)  Признаками неисправностей являются характерные стуки, которые легко прослушиваются с помощью приборов, например, стетоскопа. По характеру стука или шума в определенном месте двигателя определяют вид неисправности.

Чтобы по стуку или шуму правильно  определить причину его появления, нужно знать характер стуков при  различных неисправностях. Например, стуки поршней характеризуются  глухим щелкающим звуком, который  прослушивается выше плоскости разъема  картера при резком уменьшении частоты  вращения коленчатого вала сразу  после пуска холодного двигателя. У коренных подшипников стук сопровождается сильным, глухим низкого тона звуком, прослушивается в плоскости разъема  картера двигателя при резком изменении частоты вращения коленчатого вала. Стук шатунных подшипников более резкий и звонкий по сравнению со стуком коренных подшипников. Он прослушивается в зоне вращения кривошипа соответствующего цилиндра. Исчезновение или значительное уменьшение стука при выключении зажигания или форсунки в этом цилиндре говорит о неисправности подшипника. Стук поршневого пальца резкий, звонкий, высокого тона. Он прослушивается в зоне расположения цилиндров, в местах, соответствующих верхнему и нижнему положениям поршневого пальца, при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Стук поршневого пальца не следует путать с детонационными стуками, которые появляются при большом угле опережения зажигания и исчезают при его уменьшении. Признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма в автомобилях «Опель» также являются уменьшение давления! в конце такта сжатия (компрессия) в цилиндрах; возникновение шумов и стуков при работе двигателя; прорыв газов в картер, увеличение расхода масла; разжижение масла в картере из-за проникновения паров рабочей смеси при тактах сжатия поступление масла в камеру сгорания и попадание его на свечи зажигания, отчего на электродах образуется нагар и ухудшается искрообразование. Перечисленные неисправности ведут к снижению мощности двигателя, повышению содержания СО в выхлопных газах, повышению расхода топлива.

5.2 Ремонт.

Выпрессовка поршневого пальца с шатуна.

Снимать палец необходимо на прессе с помощью оправки А.60308 и опоры  с цилиндрической выемкой, в которую  укладывается поршень. Перед выпрессовкой пальца снимите поршневые кольца.

Если снятые детали мало изношены и не повреждены, они могут быть снова использованы. Поэтому при  разборке их пометьте, чтобы в дальнейшем собрать группу с теми же деталями.

Очистка поршней  и шатунов.

Удалите нагар, образовавшийся на днище  поршня и в канавках поршневых  колец, а из смазочных каналов  поршня и шатуна удалите все отложения.

Тщательно проверьте, нет ли на деталях  повреждений. Трещины любого характера  на поршне, поршневых кольцах, пальце, шатуне и крышке недопустимы и  требуют замены деталей. Если на рабочей  поверхности вкладышей глубокие риски, или они слишком изношены, замените вкладыши новыми.

Подбор поршня к цилиндру.

Расчетный зазор между поршнем  и цилиндром (для новых деталей) составляет 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.

Диаметр поршня измеряется в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 52,4 мм от днища  поршня.

По наружному  диаметру поршни разбиты на пять классов (A, B, C, D, E) через 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец  — на три категории через 0,004 мм. Класс поршня (буква) и категория  отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня.

Если у двигателя лада классика, бывшего в эксплуатации, зазор  превышает 0,15 мм, то необходимо заново подобрать поршни к цилиндрам, чтобы  зазор был возможно ближе к расчетному.

В запасные части поставляются поршни классов A, C, E. Этих классов достаточно для подбора поршня к любому цилиндру, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием размеров.

Проверка  зазора между поршнем и шатунным пальцем.

Палец запрессован в верхнюю  головку шатуна с натягом и  свободно вращается в бобышках поршня.

По наружному  диаметру пальцы разбиты на три категории  через 0,004 мм. Категория указывается  цветной меткой на торце пальца: синяя метка — первая категория, зеленая — вторая, красная —  третья.

Поршневой палец должен устанавливаться простым нажатием большого пальца руки.

Проверка посадки поршневого пальца

Сопряжение поршневого пальца и  поршня проверяют, вставляя палец, предварительно смазанный моторным маслом, в отверстие  бобышки поршня. Для правильного  сопряжения необходимо, чтобы поршневой  палец входил в отверстие от простого нажатия большого пальца руки и не выпадал из бобышки , если держать поршень с поршневым пальцем в вертикальном положении.

Выпадающий из бобышки палец  поршневой замените другим, следующей  категории. Если в поршне палец третьей  категории, то заменяется поршень с  пальцем.

Проверка  зазоров между поршневыми канавками  и кольцами.

Проверка зазора между  поршневыми кольцами и канавками: 1 — поршневое кольцо; 2 — поршень; 3 — набор щупов.

Зазор по высоте между канавками  и кольцами проверяйте, вставляя кольцо в соответствующую канавку.

Номинальный (расчетный) зазор для  верхнего компрессионного кольца составляет 0,045–0,08 мм, для второго — 0,025–0,06 мм и для маслосъемного — 0,02–0,055 мм. Предельно допустимые зазоры при  износе — 0,15 мм.

Зазор в замке поршневых колец  проверяйте набором щупов, вставляя кольца в калибр, имеющий диаметр  отверстия, равный номинальному диаметру кольца с допуском 0+_0,003 мм. Для колец  нормального размера можно применять  калибр А.96137.

Зазор должен быть в пределах 0,25–0,45 мм для всех новых колец. Предельно  допустимый зазор при износе — 1 мм. Если зазор недостаточный, запилите стыковые поверхности, а если повышенный — замените кольца.

Проверка  зазора между вкладышами и коленвалом.

Зазор между вкладышами и шейкой коленчатого вала лада классика можно  проверять расчетом (измерив детали), или калиброванной пластмассовой  проволокой. Для чего:

— тщательно очистите рабочую поверхность  вкладышей и шатунной шейки и  установите группу шатун поршень  на шейке коленчатого согласно нумерации;

— поместите отрезок калиброванной  проволоки на поверхность шатунной шейки, установите крышку на шатун и  затяните гайки моментом 51 Н·м (5,2 кгс·м);

Измерение с помощью  шкалы ширины калиброванной проволоки  после сплющивания: 1 — калиброванная  проволока; 2 — вкладыш; 3 — крышка шатунного подшипника; 4 — шкала  для калиброванной проволоки.

— снимите крышку и по шкале, нанесенной на упаковке, по сплющиванию проволоки  определите величину зазора.

Номинальный (расчетный) зазор составляет 0,036–0,086 мм. Если он меньше предельного (0,1 мм), то можно снова использовать эти вкладыши.

При зазоре большем предельного замените на этих шейках вкладыши ваз 2104 новыми. Если шейки коленчатого вала изношены и шлифуются до ремонтного размера, то вкладыши замените ремонтными.

Сборка и  разборка шатунно-поршневой группы двигателя.

Так как палец вставляется в  верхнюю головку шатуна с натягом, нагрейте шатун до 240°С для расширения его головки. Для этого шатуны лада классика поместите в электропечь, направляя верхние головки шатунов внутрь печи.

В печь, уже нагретую до 240°С, шатуны помещают на 15 мин.

Для правильного соединения пальца с шатуном, запрессовывайте палец  как можно скорее, так как шатун  охлаждается быстро и после охлаждения нельзя будет изменить положение  пальца.