Техническое обслуживание и текущий ремонт кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов

Кривошипно-шатунный (КШМ) и газораспределительный (ГРМ) механизмы являются у двигателя основными. Любые износы и неисправности составляющих их деталей сразу приводят к снижению мощностных, экономических и экологических характеристик, а поломки этих деталей – к остановке двигателя и прекращению транспортного процесса.

К основным неисправностям КШМ относят износ цилиндров, поршней, поршневых колец, поршневых пальцев, втулок головок шатунов, шатунных и коренных подшипников, шеек коленчатого вала.

Основными отказами КШМ являются: поломки поршневых конец, заклинивание поршней, выплавление вкладышей, задиры зеркала цилиндров, трещины блока или головки блока цилиндров блока.

При возникновении неисправностей появляются характерные шумы и стуки при работе двигателя, снижается компрессия в цилиндрах, увеличивается прорыв газов в картер из надпоршневого пространства, возрастает угар масла.

Основными неисправностями ГРМ являются износы толкателей клапанов и их направляющих втулок, тарелок клапанов и их седел, кулачков и опорных шеек распределительного вала, шестерен газораспределения, изменение тепловых зазоров между стержнями клапанов и толкателями (или коромыслами), износ маслосъемных колпачков. При поломке зубьев шестерен ГРМ, разрыве цепной или ременной передачи шестерен ГРМ, прогорании клапанов, поломке пружин клапанов происходит нарушение фаз газораспределения и, как следствие, резко увеличивается расход топлива, уменьшается мощность двигателя, вплоть до его полной остановки.

Характерными признаками неисправностей ГРМ служат появляющиеся стуки, хлопки и вспышки во впускном трубопроводе и глушителе.

Диагностирование технического состояния КШМ и ГРМ осуществляется по характерным стукам с помощью стетоскопов, по компрессии, по утечкам воздуха из надпоршневого пространства, по прорыву газов в картер двигателя, по угару масла и другим параметрам.

Компрессию двигателя, которая зависит от износа цилиндро-поршневой группы, герметичности посадки клапанов и состояния прокладки головки блока, измеряют с помощью компрессометров (рис.2.14) или компрессографов (записывающих манометров).

а - схема компрессометра; б - общий вид прибора

1 – золотник; 2 – резиновая конусная втулка; 3 – обратный клапан; 4 – винт для сброса показаний; 5 – корпус; 6 - манометр

Рисунок 2.14 – Устройство компрессометра

Золотник 1 необходим, чтобы попадающая из цилиндра топливно-воздушная смесь не уходила из корпуса прибора до стабилизации показаний манометра.

При проверке компрессии двигатель должен быть прогрет до нормальной рабочей температуры (80…90°С) и воздушная и дроссельная заслонки должны быть полностью открыты. Компрессометр вставляют поочередно в свечные отверстия двигателя и проворачивают коленчатый вал стартером. При проверке компрессии у дизельных двигателей компрессометр фиксируют из-за больших давлений (2,0…2,5 МПа) так же, как и форсунку.

Значение компрессии для бензиновых двигателей лежит в пределах от 0,8 до 1,2 МПа, а дизельных – 2,5…3,5 МПа. Разница компрессии по цилиндрам не должна превышать для бензиновых 0,1 МПа, для дизельных – 0,3 МПа. Если данные о величине компрессии отсутствуют, то ее нормативные значения в МПа можно примерно определить:

Р с = e × к, (2.11)

где e - степень сжатия данного двигателя;

к – коэффициент, принимаемый в диапазоне 0,1…0,12.

Если компрессия меньше нормативной, то необходимо в проверяемый цилиндр залить 15…20 грамм для грузового и 8…10 грамм для легкового автомобиля того же масла, что залито и в картер двигателя, и испытания повторить. Масло уплотнит зазоры между поршнем, кольцами и цилиндром. Поэтому, если компрессия ощутимо возрастает, то это будет свидетельствовать об износе цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), а если нет, то о неплотной посадке клапанов.

Относительную величину компрессии в процентах измеряют на мотор-тестере по амплитуде пульсаций тока стартера, потребляемого при прокрутке коленчатого вала. За 100 % принимается наибольшая из всех цилиндров компрессия, поэтому точность данного метода ниже из-за разной степени заряженности аккумуляторной батареи.

Более точным и имеющим более широкие возможности является метод диагностирования по утечкам сжатого воздуха. Существующие приборы (К-69М и К-272) имеют практически одинаковую функциональную схему (рис.2.15)

1 – муфта быстросъемная; 2 – штуцер входной; 3 – редуктор; 4 – сопло входное; 5 – манометр измерительный; 6 – демпфер; 7 – винт регулировочный; 8 – штуцер выходной; 9 – соединительная муфта; 10 - штуцер; 11 – резиновое уплотнение

Рисунок 2.15 - Прибор К-69М НИИАТ

При испытаниях через свечные отверстия подают сжатый воздух определенного давления (0,16 МПа), которое поддерживается пневморедуктором 3, и расхода, обеспечиваемого наличием калибровочного трубопровода и винтом подстройки 7.

Прибор запитывается от компрессора давлением 0,3…0,6 МПа. Шкала манометра может нормироваться в процентах. 0 % соответствует давлению 0,16 МПа, а 100 % - 0 МПа. Поршень каждого цилиндра поочередно устанавливают в положение начала сжатия (когда закрылся впускной клапан) и положение ВМТ такта сжатия. Для установки поршня каждого цилиндра в эти положения используются простейшие приспособления, входящие в комплект прибора. В каждом положении фиксируют давление воздуха У 1 и У 2 . Если есть неплотности, то воздух будет через них уходить и давление будет падать. Чем больше упадет давление, тем выше износы ЦПГ и (или) ГРМ. По разности утечек DУ = У 2 – У 1 судят об износе цилиндра, так как возле ВМТ износ цилиндра больше. Она не должна превышать 15…30 %. Величина утечек при положении поршня в ВМТ конца такта сжатия (У 2) зависит от диаметра цилиндра и не должна превышать 25…40 % (большие значения – для больших диаметров). По величине У 1 (не более 10…15 %) оценивают состояние поршневых колец и клапанов. Если значение У 1 превышает допустимое, то поршень в проверяемом цилиндре устанавливают в конец такта сжатия и подают туда воздух минуя прибор под давлением 0,3…0,5 МПа. Чтобы поршень не пошел вниз, необходимо включить первую передачу и стояночный тормоз. При изношенных поршневых кольцах слышен шум воздуха в маслозаливной горловине. Если прогорела прокладка, то шум воздуха будет слышен в заливной горловине радиатора (расширительного бачка) или в стыке головки с блоком цилиндров.

При неплотностях в посадках клапанов колеблются пушинки индикаторов (входят к комплект прибора), вставляемого в свечные отверстия смежных цилиндров, где в данном положении проверяемого цилиндра открыты впускной или выпускной клапаны. Таблица с последовательностью проверки клапанов для различных двигателей имеется на передней панели прибора.

Прорыв газов в картер определяют с помощью газового расходомера (КИ-4887) или газового счетчика (ГКФ-6). При этом отсоединяют трубку системы вентиляции картера и закрывают пробками (входят в комплект прибора КИ-4887) отверстия клапанных крышек, масломерного щупа, трубку вентиляции картера и др., чтобы картерные газы выходили только через маслозаливную горловину, к которой и подключается вход прибора (рис.2.16).

Принцип работы расходомера основан на зависимости объема газа, проходящего через дроссель прибора в зависимости от площади проходящего сечения S при заданном перепаде давлений DР до и после дросселя:

, (2.12)

где m - коэффициент истечения (0,62…0,65);

Q – объем газа, м 3 /с;

S – площадь проходного сечения, м 2 ;

r - плотность газовой смеси, кг/м 3 ;

DР – перепад давлений, Па.

К выходной части прибора подключается вакуумный насос. Производительность вакуумного насоса постоянная, а объем прорывающихся газов у разных двигателей, имеющих различное техническое состояние – различный. Поэтому, чтобы все прорывающиеся газы тут же откачивались насосом через прибор, приоткрывают или закрывают дроссель 2 так, чтобы уровень воды в трубках 6 и 7 стал одинаковым (т.е. давление в картере станет равно атмосферному).

1 – корпус прибора; 2 – входной дроссель для создания в картере атмосферного давления; 3 – дроссель для создания фиксированного перепада DР ; 4 – шкала расходомера картерных газов; 5, 6, 7 – пьезометры

Рисунок 2.16 – Схема газового расходомера КИ-4887

Проворачивая дроссель 3 устанавливают фиксированный перепад давлений DР = 15 мм водяного столба. Чем больше прорыв газов, тем меньше разрежение перед дросселем 3 и тем на набольший угол необходимо его повернуть (увеличивая площадь проходного сечения S), чтобы обеспечить заданное значение DР . С дросселем 3 связана стрелка, которая по шкале прибора укажет объем газов в л/мин. Для большинства двигателей предельное значение составляет 80…120 л/мин.

Угар масла, характеризующий износ цилиндропоршневой группы, контролируется по его уровню в картере двигателя. Допустимым считается угар масла, составляющий 0,5…1 % от количества израсходованного топлива, причем большие значения соответствуют дизельным двигателям. Метод не применим, если имеется подтекание масла из системы.

Техническое обслуживание КШМ и ГРМвключает проверку и подтягивание креплений, входящих в них элементов, регулировочные и смазочные работы.

Крепежные работы проводят для проверки состояния креплений всех соединений двигателя: опор двига­теля к раме, головки цилиндров, поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопрово­дов и т.д.

Для предотвращения пропуска газов и охлаждающей жидкости через прокладку головки цилиндров проверяют и при необходимости опре­деленным моментом подтягивают гайки ее крепления к блоку. Делается это с помощью динамометрического ключа. Момент и последовательность затяжки гаек установлены заводами-изготовителя­ми (рис. 2.17). Чугунную головку цилиндров крепят в горячем состоя­нии, а из алюминиевого сплава - в холодном.

Проверку затяжки болтов креп­ления поддона картера во избежание его деформации и нарушения герметичности также производят с соблюдением определенной после­довательности, заключающейся в поочередном подтягивании диамет­рально расположенных болтов и в два или три приема.

сторона выпуска

а – двигатель ВАЗ; б – двигатель ЯМЗ-236; в – двигатель КамАЗ-740; г – двигатель ЗиЛ-130

Рисунок 2.17 – Последовательность затяжки гаек крепления головок к блоку цилиндров двигателей

Регулировочные работы проводят­ся после диагностирования. При об­наружении стука в клапанах, а также при ТО-2 проверяют и регулируют тепловые зазоры между торцами стержней клапанов и носками коро­мысел (рис. 2.18). При регулировке зазоров пор­шень 1-го цилиндра на такте сжатия устанавливают в ВМТ, для чего поворачивают коленчатый вал до совмещения меток. В этом поло­жении регулируют зазоры между стержнями клапанов и носками ко­ромысел 1-го цилиндра. Зазоры у клапанов остальных цилиндров ре­гулируют в последовательности, со­ответствующей порядку работы ци­линдров, поворачи­вая коленчатый вал на 1/2, 1/3 или 1/4 оборота при переходе от цилиндра к цилиндру для четырех, шести и восьмицилидрового двигателя соответственно.

1 – штанга; 2 – контргайка; 3 – регулировочный винт;

4 – отвертка; 5 – коромысло; 6 – щуп; 7 – клапан

Рисунок 2.18 – Регулировка тепловых зазоров ГРМ

Для регулировки зазоров в двига­теле КамАЗ-740 коленчатый вал устанавливают в положение, соот­ветствующее началу подачи топлива в 1-м цилиндре, используя фиксатор, смонтированный на картере махо­вика. Затем поворачивают коленча­тый вал через люк в картере сцепле­ния на 60° и регулируют зазоры клапанов 1-го и 5-го цилиндров. Далее поворачивают коленчатый вал на 180, 360 и 540°, регулируя соот­ветственно зазоры в 4-м и 2-м, 6-м и 3-м, 7-м и 8-м цилиндрах. Независимо от способа установки коленчатого вала в исходную позицию для регулировки клапан должен быть полностью закрыт.

Ха­рактерными работами при текущем ремонте КШМ и ГРМ являются замена гильз, поршней, поршневых колец, поршневых пальцев, вклады­шей шатунных и коренных подшипников, клапанов, их седел и пружин, толкателей, а также шлифование и притирка клапанов и их седел.

Ремонт двигателя лучше всего делать на специализированном участке, куда он доставляется после снятия с автомобиля. Перед ремонтом двигателя необходимо слить охлаждающую жидкость из системы охлаждения и масло из системы смазки, отворачивая соответствующие сливные пробки.

Отсоединяют аккумулятор и все электрические провода от приборов системы электрооборудования и зажигания, установленных на двигателе. Эти работы целесообразно проводить на специализированном посту по замене двигателей, оборудованном напольным подъемником или осмотровой канавой и кран-балкой (или тельфером).

Отсоединив двигатель, его доставляют на участок ремонта и подвергают наружной очистке и мойке, а затем разборке. Такие детали как поршень, гильзы, кольца, шатуны, поршневые пальцы, вкладыши, клапаны, штанги, коромысла и толкатели, если они пригодны для дальнейшего использования, маркируют краской, чтобы затем их собирать вместе с теми деталями и на те места, где они приработались. Крышки шатунов с шатунами и крышки коренных подшипников нельзя менять местами, так как они обрабатываются при изготовлении совместно и неунифицированы.

После разборки детали очищают от нагара, смолистых отложений и грязи механическими и химическими способами.

Замена гильзблока цилиндров производится, когда их из­нос превышает допустимый, при на­личии сколов, трещин любого раз­мера и задиров, а также при износе верхнего и нижнего посадочных поясков.

Гильзы выпрессовывают с помощью спе­циального съемника, захваты которого зацепляют за нижней торец гильз.

Новую гильзу подбирают по блоку цилиндров так, чтобы ее торец выступал над плоскостью разъ­ема с головкой блока. Для этого гильзу устанавливают в блок цилинд­ров без уплотнительных колец, на­крывают поверочной плитой и щупом замеряют зазор между плитой и бло­ком цилиндров. Установленные в блок гильзы без уплотнительных колец должны сво­бодно проворачиваться. Перед окон­чательной постановкой гильз проверяют состояние посадочных отверстий под них в блоке цилинд­ров. Если они повреждены, то их восстанавливают на­несением слоя эпоксидной смолы, смешанной с чугунными опилками, который после застывания зачищают заподлицо. Края верхней части блока, которые первыми соприкаса­ются с резиновыми уплотнительными кольцами при запрессовке гильзы, зачищают шлифоваль­ной шкуркой, чтобы предотвратить повреждения уплотнительных колец при запрессовке. Гильзы с установленными на них резиновыми уплотнительными коль­цами запрессовывают с помощью пресса. При наде­вании уплотнительных колец их нельзя сильно растягивать и допускать скручивания в канавке гильзы цилиндров.

Замена поршнейпроизводится при образовании на поверхности юбки глубоких задиров, прогорании днища и поверхности поршня, при износе верхней канавки под поршне­вое кольцо.

Поршни меняют без снятия двигателя с автомобиля. Предварительно сливают масло из поддона картера, снимают головку блока и поддон картера, расшплинтовывают и отворачивают гайки шатунных болтов, снимают крышку нижней головки шатуна и вынимают вверх поврежденный поршень в сборе с шатуном и поршне­выми кольцами. Вынимают из отверстий в бобышках стопорные кольца, выпрессовывают поршневой палец. При необ­ходимости тем же прессом выпрессовывают бронзовую втулку верхней головки шатуна.

Поршни подбирают по цилиндру. Его размерная группа должна соответствовать размерной группе гильзы цилиндра. Зазор между поршнем и гильзой проверяют лентой-щупом (рис.2.19).

Для этого поршень вставляют в цилиндр головкой вниз так, чтобы край юбки совпадал с дном гильзы, а лента-щуп, встав­ленная между гильзой и поршнем, находилась в плоскости, перпендикулярной оси пальца.

1 – динамометр; 2 – лента-щуп

Рисунок 2.19 – Измерение зазора между цилиндром и поршнем

Дина­мометром протягивают ленту-щуп, фиксируя усилие протягивания, которое должно быть в пределах 35…45 Н. Размеры ленты-щупа и усилие протягивания для разных моделей двигателей приведены в ин­струкции по эксплуатации и ремонту. Толщина ленты составляет 0,05…0,08 мм, ширина – 10…15 мм, длина – 200 мм. Если усилие протягивания отличается от рекомендуемого, то берут другой поршень той же размер­ной группы или, в виде исключения, соседней размерной группы и снова подбирают его по цилиндру.

В пределах номинального и каж­дого ремонтного размера гильз и поршней для различных двигателей может быть до шести размерных групп. Диаметры цилиндров в пределах каждой из них отличаются на 0,01 мм. Индекс раз­мерной группы (А, АА, Б, ББ, В, ВВ для гильз и поршней номинального размера и Г, ГГ, Д, ДД, Е, ЕЕ для 1-го ремонтного размера и т. д.) обозначен на верхнем торце гильзы и на днище поршня. Для легковых автомобилей диаметры цилиндров разбиваются на 3…5 классов: А, В, С, D, Е или 1, 2, 3, 4, 5 с шагом 0,15; 0,25; 0,35 или 0,4 мм.

Аналогичные размерные группы в пределах каждого ремонтного раз­мера имеют все другие двигатели автомобилей.

Присборке комплекта «поршень – шатун» диаметр отверстия в бобышках поршня, диаметр поршневого пальца и диаметр отвер­стия в бронзовой втулке верхней головки шатуна должны тоже иметь одну размерную группу, которая маркируется одной краской на одной из бобышек поршня, на торцах пальца и верхней головки шатуна.

При замене всей цилиндропоршневой группы пор­шень, палец, поршневые кольца и гильза, поступающие в виде запасных частей комплектами, подбираются зара­нее. Поэтому при сборке проверяют маркировку деталей и проверяют лентой-щупом зазор между поршнем и гильзой. Правильно подобран­ный поршень должен под собствен­ным весом медленно опускаться в гильзе. Поршне­вой палец должен плавно входить в отверстие втулки верхней головки шатуна под нажимом большого паль­ца руки. Шатун проверяют на параллельность осей головок и при деформации, превышающей допустимую, шатун правят. При сборке поршень помещают в ванну с моторным маслом, нагревают до тем­пературы 60 °С и с помощью оправки запрессовывают поршневой палец в отверстия бобышек поршня и верх­ней головки шатуна. После этого в канавки бобышек вставляют стопорные кольца. Если посадки пальца в головку шатуна более плотная, чем в поршне, то перед сборкой нагревают шатун.

Аналогичным образом заменяют втулки верх­ней головки шатуна и поршневого пальца.Негодные втулки выпрессовывают, а на их место запрессовывают новые, обеспе­чивая при этом необходимый натяг. Затем втулки растачивают на гори­зонтально-расточном станке или об­рабатывают с помощью развертки. Внутренняя поверхность втулки должна быть чистой, без рисок с параметром шероховатости не более Rа = 0,63 мкм, а овальность и конусообразность отверстия – не более 0,004 мм.

Перед установкой поршня в сборе с шатуном в блок цилиндров проводят установку комплекта поршневых колец в канавки поршня. Зазор между компрессионным кольцом и канавкой поршня определяют щупом (рис. 2.20), обкатывая кольцо 2по канавке поршня. Кольца также проверяют на просвет, для чего их вставляют в верхнюю неизношенную часть гильзы цилиндра и визу­ально оценивают плотность прилегания.

1 – щуп; 2 – компрессионное кольцо

Рисунок 2.20 – Измерение зазора между кольцом и канавкой поршня

Зазор в замке определяют щупом и если он меньше допустимого, то концы колец стачивают. После этого кольцо повторно проверяют на просвет и только потом с помощью специального приспособления, разжимающего кольцо за торцыв замке, устанавливают в канавки поршней фаской вверх. Они должны свободно вращаться в канавках поршня. Комплекты колец номинального размера используют, если цилиндры не растачи­вались. В расточенные цилиндры устанавли­вают кольца ремонтного размера, соответствующие новому диаметру цилиндра. Стыки компрессионных колец равномерно разводят по окружности. Установка поршней в сборе с кольцами в цилиндры двигателя осуществляется с помощью специального приспособ­ления (рис.2.21).

1 – гильза; 2 – оправка; 3 – поршень в сборе

Рисунок 2.21 – Установка поршня с кольцами и шатуном в цилиндр

Замена вкладышей коленчатого валапроводится при стуке подшип­ников и падении давления в масляной магистрали ниже 0,05 МПа при частоте вращения холостого хода и исправно рабо­тающем масляном насосе и редук­ционных клапанах. При этом номинальный зазор между вкладышами и коренной шейкой превышает 0,026- 0,12 мм и между вкладышами и шатун­ной шейкой -0,026-0,11 мм в зависимости от модели двигателя.

Зазор в подшипниках коленчатого вала определяют с помощью конт­рольных латунных или медных пластинок из фольги толщиной 0,025; 0,05; 0,075 мм, шириной 6-7 мм и длиной на 5 мм короче ширины вкладыша. Пластинку, смазанную маслом, укла­дывают между шейкой вала и вкла­дышем, затягивают болты крышки подшипника динамоме­трическим ключом с определенным для каждого двигателя моментом. Если при установке, например пластинки толщиной 0,025 мм коленчатый вал вращается слишком легко, значит зазор больше 0,025 мм и, следовательно, следует заменить пластину на следующий размер, пока вал не будет вращаться с ощутимым усилием, что соответ­ствует фактическому зазору между шейкой и вкладышем. При проверке одного подшипника болты остальных должны быть ослаблены. Аналогично проверяются все подшипники. Вместо латунной или медной пластин может использоваться специальная калиброванная пластмассовая проволока. Ее небольшой отрезок, равный ширине вкладыша, кладут на шейку в осевом направлении и прижимают крышкой шатуна или коренного подшипника в зависимости от того, где измеряется зазор. Осторожно, чтобы проволока не сдвинулась, закрепляют крышку и зажимают ее с использованием сборочного момента затяжки. Проволока сплющивается. Затем снимают крышку и по измененной толщине проволоки оценивают зазор в сопряжении, сопоставляя толщину сплющенной проволоки со шкалой, нанесенной на продажной упаковке проволоки.

Поверхность шеек коленчатого вала не должна иметь задиров. При наличии задиров и износа заменяют или восстанавливают коленчатый вал.

Перед сборкой вкладыши требуемого размера промывают, протирают и устанавливают в постели коренных и шатунных подшипников, предварительно смазав поверхность вкладыша и шейки моторным маслом.

Регулировка осевого люфта колен­чатого валау ряда двигателей производится подбором упорных шайб. Зазор между передним упорным торцом коленчатого вала и задней упорной шайбой должен быть в пределах 0,075-0,250 мм.

У двигателей ЯМЗ осевой зазор коленчатого вала регулируют в зави­симости от длины задней коренной шейки путем установки полуколец. Осевой зазор в упорном подшипнике должен быть 0,08-0,23 мм.

В процессе эксплуатации вслед­ствие износов осевой зазор увеличивается. При ТР его регулируют, устанавливая упорные шайбы или полукольца ремонтных размеров. Они по сравнению с номиналь­ным размером имеют увеличенную (соответственно на 0,1; 0,2; 0,3 мм) толщину.

Основными неисправностями голо­вок и блокаявляются трещины на поверхности сопряжения с блоком цилиндров, трещины на рубашке охлаждения, коробление поверхности сопряжения с блоком цилиндров, износ отверстий в направляющих втулках клапанов, износ и раковины на фасках седел клапанов, ослабление посадки седел клапанов в гнездах.

Трещины длиной не более 150 мм, расположенные на поверхности со­пряжения головки цилиндров с бло­ком, заваривают. Перед сваркой в концах трещин головки, изготовленной из алюминиевого сплава, сверлят отверстия диаметром 4 мм и разделывают ее по всей длине на глубину 3 мм под углом 90 е. Затем головку нагревают в электропечи до 200 °С и после зачистки шва металлической щеткой заваривают трещину ровным швом постоянным током обратной полярности используя специальные электроды.

При газовой сварке используют проволоку марки АЛ4 диаметром 6 мм, а в качестве флюса применяют АФ-4А. После заварки удаляют остатки флюса со шва и промывают его 10 %-ным раствором азотной кислоты, а потом горячей водой. Окончательно шов зачищают заподлицо с основным металлом шлифовальным кругом.

Трещины длиной до 150 мм, расположенные на поверхности рубашки охлаждения головки цилиндров, заделывают эпоксидной пастой. Предварительно трещину разделывают так же, как для сварки, обезжиривают ацетоном, наносят два слоя эпоксидной композиции, смешанной с алюминиевыми опилками. Затем головку выдерживают в течение 48 ч при 18-20 °С.

Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устра­няют шлифованием или фрезерова­нием. После обработки головки проверяют на контрольной плите. Щуп толщиной 0,15 мм не должен проходить между плоскостью головки и плитой.

При износе отверстий в направ­ляющих втулках клапанов их заме­няют новыми. Отверстия новых втулок разворачивают до номиналь­ного или ремонтного размеров. Для выпрессовки и запрессовки направ­ляющих используют оправку и ги­дравлический пресс.

Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют притиркой или шлифованием. Притирку выполняют с помощью специальных устройств, позволяющих выполнять рабочему органу возвратно-поступательные и вращательные движения, электрической или пневматической дрелью, на шпинделе которой установлена присоска. Для притирки клапанов применяют пасту ГОИ или притирочную пасту (15 г микропорошка белого электрокорунда М20 или М12, 15 г карбида бора М40 и моторное масло). Притертые клапан и седло должны иметь по всей длине окружности фаски ровную матовую полоску не менее 1,5 мм.

Качество притирки проверяют избыточным давлением воздуха 0,15…0,20 МПа, создаваемым над клапаном. Оно не должно заметно снижаться в течение 1 мин.

Седла зенкуют, если восстановить фаски седел притиркой не удается. После зенкования рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразив­ными кругами под соответствующий угол, а затем притирают клапаны. Для восстановления седел также могут использоваться специальные приспособления с набором фрез для формирования рабочей и вспомогательных фасок, имеющих различные углы наклона. При наличии на фаске раковин и при ослаблении посадки седла в гнезде головки блока его выпрессовывают с помощью съемника. Отверстие растачивают под седло ремонтного размера. Изго­товленные из высокопрочного чугуна седла ремонтного размера запрессо­вывают с помощью специальной оправки в предварительно нагретую головку блока, а затем зенкерованием формируют фаску седла.

Характерными неисправностями клапанов являются износ и раковины на фаске клапана, износ и дефор­мация стержней клапанов, износ торца клапана. При дефектации клапанов проверяют прямолиней­ность стержня и биение рабочей фаски головки относительно стержня. Если биение больше допустимого, клапан правят. При износе стержня клапана его шлифуют под ремонтный размер на бесцентрово-шлифовальном станке. Изношенный торец стержня клапана шлифуют на заточном станке.

Направляющие втулки клапанов изнашиваются по внутренней поверхности. При достижении зазора между стержнем клапана и направляющей втулкой более 0,15…0,20 мм проводят ее восстановление. Если для ремонта двигателя предусмотрен выпуск клапанов ремонтных размеров, то втулку разворачивают под новый ремонтный размер. В противном случае - втулку заменяют.

Изношенные бронзовые втулки в коромыслах заменяют новыми и растачивают до номинального или ремонтного размера.

На специализированных участках осуществляют ремонт коленчатых и распределительных валов. Изношенные коренные и шатунные шейки коленчатых валов, а также опорные шейки распределительных валов шлифуют под ремонтные размеры. После шлифования шейки полируют абразивной лентой. Изношенные кулачки распределительного вала шлифуют на копировально-шлифовальном станке.

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 кшм

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 целиндров 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 70-80 ºС 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 целиндров ).

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.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сыктывкарский лесной институт филиал

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета

им. С.М.Кирова

Факультет ЛТФ

Кафедра АиАХ

Лабораторная работа № 1,2

Дисциплина: ТЭА

Тема: Техническое обслуживание КШМ и ГРМ

Выполнил Артеева Т. П., гр. 141

Проверил Юшков А. Н., к.т.н.

Зав. кафедрой Чудов В. И., к.т.н.

Сыктывкар – 2011

Содержание Введение…………………………………………………………………………...3

Основные неисправности КШМ………………………………..................4

Основные неисправности ГРМ……………………………………………8

Техническое обслуживание КШМ и ГРМ.......………………………….10

Текущий ремонт КШМ и ГРМ………………..………………………….14

Введение

Основными механизмами двигателя являются кривошипно-шатунный (КШМ) и газораспределительный (ГРМ).

Кривошипно-шатунным называется механизм, осуществляющий рабочий процесс двигателя. Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. В кривошипно-шатунный механизм входят блок цилиндров с картером и головкой цилиндров, шатунно-поршневая группа и коленчатый вал с маховиком.

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного, в соответствии с порядком работы цилиндров открытия и закрытия клапанов, обеспечивая рабочий процесс двигателя. Он состоит из распределительного вала, соединенного специальной шестерней с коленчатым валом цепью или зубчатым ремнем ГРМ.

1. Основные неисправности кшм

Технически исправный двигатель должен развивать полную мощность, работать без перебоев на полных нагрузках и на холостом ходу, не перегреваться. На исправном двигателе не должно быть утечки масла через уплотнения. Неисправность кривошипно-шатунного механизма можно определить по внешним признакам без разборки двигателя. К таким признакам относятся: появление посторонних стуков и шумов, падение мощности двигателя, повышенный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в отработавших газах и др.

Стуки и шумы в двигателе возникают в результате появления увеличенных зазоров между сопряженными деталями, что свидетельствует об их износе. Стуки в двигателе прослушивают при помощи стетоскопа, что требует определенного навыка.

При износе поршня и цилиндра, а также при увеличении зазора между ними возникает звонкий металлический стук, хорошо прослушиваемый при работе холодного двигателя. Резкий металлический стук на всех режимах работы двигателя свидетельствует об увеличении зазора между поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна. Усиление стука при резком увеличении числа оборотов коленчатого вала свидетельствует об износе вкладышей коренных или шатунных подшипников, причем стук более глухого тона указывает на износ вкладышей коренных подшипников.

При большом износе вкладышей обычно происходит выплавление их антифрикционного слоя, что сопровождается резким падением давления масла. В этом случае двигатель должен быть немедленно остановлен, так как дальнейшая его работа может привести к поломке деталей.

Падение мощности двигателя возникает при износе или залегании поршневых колец в канавках, износе поршней и цилиндров, а также при плохой затяжке головки цилиндров. Эти неисправности вызывают падение компрессии в цилиндре.

При проверке компрессии компрессометром вывертывают свечу зажигания проверяемого цилиндра и вместо нее устанавливают наконечник компрессометра. Затем полностью открывают дроссельную заслонку, воздушную заслонку карбюратора и проворачивают коленчатый вал двигателя при помощи стартера в течение 2-3 с. Величина компрессии в исправном цилиндре должна быть в пределах 7,0-8,0 кГ/см2 (0,7-0,8 МПа). Разница в величине компрессии в разных цилиндрах не должна быть больше 1 кГ/см2 (0,1 МПа). Таким образом последовательно проверяют компрессию в каждом цилиндре.

Повышенный расход масла , перерасход топлива, появление дыма в отработавших газах (при нормальном уровне масла в картере) обычно появляются при износе и залегании поршневых колец или износе цилиндров. Залегание колец можно устранить без разборки двигателя, для чего в каждый цилиндр горячего двигателя следует залить на ночь через отверстие для свечи зажигания по 20 г смеси денатурированного спирта и керосина в равных частях. Утром двигатель следует пустить, дать поработать 10-15 мин, после чего заменить масло.

Отложение нагара на днищах поршней и камер сгорания, расположенных в головках цилиндров, снижает теплопроводность, что вызывает перегрев двигателя, падение его мощности и повышение расхода топлива. Для удаления нагара необходимо выпустить охлаждающую жидкость, снять приборы, укрепленные на головке цилиндров, и, отвернув гайки, осторожно отделить головку цилиндров, не повредив при этом прокладку. Если прокладка приклеилась к блоку или головке цилиндров, ее следует отделить, пользуясь тупым ножом или тонкой широкой металлической полоской.

Нагар следует удалять деревянными скребками или скребками из мягкого металла, чтобы не повредить днище поршней или стенок камеры сгорания. Удалять нагар следует поочередно с каждого цилиндра, закрывая чистой ветошью соседние цилиндры.

Для того чтобы легче удалить нагар, его следует размягчить, положив на него ветошь, смоченную керосином. После удаления нагара все детали необходимо очистить и установить на место.

Болты и гайки крепления головок цилиндров затягивают динамометрическим ключом на холодном дизеле или не ранее чем через 30 мин после его остановки в порядке возрастания номеров, как показано на рис. 1. Моменты затяжки болтов крепления головки цилиндров для дизеля КамАЗ-740 должны составлять: в первый прием - 4-5 ктс-м; во второй прием - 12-15 кгс-м; в третий прием - 21-19 кгс-м.

Рис. 1. Затяжка болтов головки блока

Момент затяжки гаек крепления головок цилиндров дизеля ЯМЗ-238 должен быть 22-24 кгс-м. Нельзя затягивать гайки большим моментом во избежание разрушения окантовок прокладок головок цилиндров и прогара самих прокладок.

Болты головки блока цилиндров 5-цилиндрового бензинового двигателья затягиваются динамометрическим ключом в последовательности от 1 до 12 в два приема: вначале с усилием 40 Н·м, а затем – 60 Н·м. После этого производится дополнительная затяжка жестким ключом: 1/2 оборота (180°). Допускается дополнительная затяжка 90° х 2 (за 2 раза по 90° каждый). При затяжке болтов головки блока цилиндров оценивать угол поворота по расположению рукоятки ключа относительно двигателя: 1/4 оборота (90°) соответствует положению рукоятки поперек двигателя.

Рис. 2. Затяжка болтов головки блока

§ 54. Ремонт деталей кривошипно-шатунного механизма

Блок цилиндров большинства двига­телей изготавливается из серого чугуна со вставными мокрыми гильзами. Основными де­фектами блока цилиндров являются: пробои­ны, сколы, трещины различного размера и рас­положения, износ цилиндров или деформации посадочных отверстий под гильзу, износ гнезд вкладышей коренных подшипников, гнезд кла­панов, обломы шпилек, срыв резьбы в отвер­стиях.

Дефекты блока цилиндров устанавливают тщательным осмотром, обмером цилиндров и опрессовкой. Осмотром обнаруживают пробои­ны, сколы, заметные для глаза трещины, срывы резьбы, состояние зеркала цилиндров. Опрессовкой выявляют трещины, не замечен­ные при осмотре. Один из применяемых стен­дов для гидравлического испытания блока ци­линдров показан на рис. 70. В рубашку охлаж­дения блока под давлением 4-5 кгс/см 2 нагне­тается вода. При этом на блок цилиндров должна быть установлена головка блока или вместо нее чугунная плита с резиновой про­кладкой. Поворачивая раму стенда, осматри­вают блок и устанавливают, нет ли течи воды.

При наличии трещин, проходящих через зеркало цилиндров, клапанные гнезда и пло­скость разъема, блок цилиндров бракуется. В доступных местах трещины заваривают. Предварительно концы трещин засверливают

сверлом диаметром 5 мм и разделывают по всей длине шлифовальным кругом под углом 90° на глубину 4 / 5 толщины стенки. Рекоменду­ется перед сваркой блок цилиндров нагреть до температуры 600-650°С. Трещину заваривают газовой сваркой, применяя нейтральное пламя, флюс и чугунно-медный присадочный пруток диаметром 5 мм. Шов должен быть ровным, сплошным и выступать над поверхностью ос­новного металла не более 1,0-1,5 мм. После заварки блок цилиндров медленно охлаждают в термошкафу или в томильной яме, Заварку трещин можно осуществлять и без подогрева блока. В этом случае трещину заваривают электросваркой, применяя посто­янный ток обратной полярности. Хорошие ре­зультаты получаются при заварке трещин между поясками цилиндров электродами, из­готовленными из монель-металла, и следую­щем режиме сварки: сила тока - 120 А, на­пряжение 65-75 В.

Сварочный шов зачищают заподлицо с плоскостью основного металла напильником или наждачным кругом. Затем блок цилиндров подвергают опрессовке на стенде, проверяя герметичность сварочного шва. Течи воды че­рез шов не допускаются.

Трещины и пробоины блока цилиндров можно заделывать эпоксидными пастами. Процесс заделки заключается в следующем. Поверхность блока с двух сторон трещины за­чищают до блеска металлической щеткой или косточковой крошкой на установке для очист­ки деталей. На концах трещины просверлива­ют отверстия сверлом диаметром 3-4 мм, на­резают в них резьбу и ввертывают заподлицо заглушки из медной или алюминиевой прово­локи. Трещину обрабатывают под углом 60- 90° зубилом или абразивным кругом на глуби­ну до 3 / 4 толщины стенки.

На поверхности блока вокруг трещины на расстоянии до 30 мм создают шероховатость путем насечки зубилом или дробеструйной об­работкой. Ацетоном или бензином обезжири­вают подготовленную поверхность блока. Шпа­телем последовательно наносят слои эпоксид­ной пасты на подготовленную сухую поверх­ность. Вначале наносят первый слой пасты толщиной до 1 мм, резко перемещая шпатель по поверхности блока. Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2 мм, тщательно втирая ее. Общая толщина слоя пасты на всей поверхности должна составлять 3-4 мм.

После заделки трещины блок цилиндров оставляют на 25-28 ч до полного затвердева­ния пасты. Процесс затвердевания пасты мож­но ускорить подогревом электрической отра­жательной печью до температуры 100°С или при приготовлении пасты осуществляют выпа­ривание отвердителя (полиэтиленполиамина) путем нагревания до температуры 105-110°С и последующей выдержки при данной темпера­туре в течение 3 ч. Отремонтированную поверх­ность зачищают драчевым напильником или абразивным кругом. Подтеки пасты срубают зубилом.

Пробоины, поддающиеся ремонту, заделы­вают наложением заплат. Вначале осущест­вляют зачистку и обезжиривание краев и по­верхности вокруг пробоин. Затем наносят па­сту и накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прокатывают роликом. Рас­стояние от края заплаты до края пробоины должно быть не менее 15-20 мм. После этого наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10-15 мм со всех сторон. Заплату прикатывают роликом. В такой последователь­ности накладывают до восьми слоев стекло­ткани. Последний слой заплаты покрывают пастой для защиты его от повреждений.

Пробоины можно заделывать приваркой заплат, изготовленных из мягкой стали такой же толщины, что и стенка детали. Форма зап­латы должна соответствовать форме повреж­денного участка, а размеры ее на 1,5-2,0 мм меньше размера пробоины. Края пробоины и заплаты обрабатывают под углом. Заплату вначале приваривают в двух местах, а затем приваривают по всему периметру. Применяют электросварку и медные электроды, обернутые жестью. Рекомендуется герметизировать по­врежденный участок эпоксидной смолой.

После восстановления пробоины заплатами и механической обработки нанесенного слоя пасты блок цилиндров подвергают опрессовке на стенде. Если в течение 5-6 мин просачива­ние воды не обнаруживается, то ремонт блока выполнен высококачественно.

Трещины рубашки охлаждения блока мож­но заделать постановкой штифтов. Порядок выполнения работ следующий. Вначале по концам трещины просверливают отверстия сверлом диаметром 4-5 мм. Затем этим же сверлом сверлят отверстия по всей длине тре­щины на расстоянии 7-8 мм одно от другого. Нарезают резьбу и ввертывают медные прутки на глубину, равную толщине стенки блока.

Прутки обрезают ножовкой, оставляя кон­цы, выступающие на 1,5-2,0 мм над поверх­ностью детали. Сверлят отверстия между уста­новленными штифтами так, чтобы они пере­крывали их на 3 / 4 диаметра. Нарезают резьбу, ввертывают медные прутки и обрезают их но­жовкой, оставляя соответствующие концы. Да­лее легкими ударами молотка концы штифтов расчеканивают, образуя плотный шов. Если требуется, то шов выравнивают напильником. Затем блок цилиндров подвергают опрессовке.

Блок цилиндров, имеющий сколы, допусти­мые для ремонта, восстанавливают наплавкой или приваркой заплаты.

Величину износа цилиндров или гильз оп­ределяют индикаторным нутромером (рис.71). Измерения делают в двух взаимно перпендику­лярных направлениях и в трех поясах. Одно направление устанавливают параллельно оси коленчатого вала. Первый пояс располага­ется на расстоянии 5-10 мм от верхней пло­скости блока, второй - в средней части цилиндра и третий - на расстоянии 15-20 мм от нижней кромки цилиндра. В зависимости от величины износа устанавливают вид ремонта. Обычно осуществляют растачивание и после­дующую доводку или постановку (запрессов­ку) гильз.

Вставные гильзы также можно ремонтиро­вать расточкой с последующей окончательной обработкой хонингованием. Результаты иссле­дований показали, что не менее,.80% гильз дви­гателя ЗИЛ-130, поступивших на авторемонт­ные заводы в первый раз, можно восстанавли­вать.

Растачивание является основным спо­собом ремонта цилиндров и гильз. Цилиндры или гильзы обрабатывают до ремонтных раз­меров на расточных станках стационарного или переносного типа. Гильзы крепят в специ­альном приспособлении, установленном на столе расточного станка.

На рис. 72, а показано приспособление, при­меняемое при растачивании гильзы двигателя ЗИЛ-130. Гильза 6 устанавливается во втул­ке 7, которая расположена в корпусе 1 приспо­собления. Крепление осуществляется зажима­ми 3 и 5. Усилие зажима передается на гильзу через два сферических кольца 4 и 2.

После растачивания гильза подвергается хонингованию. Гильзу 6 (рис. 72,6) крепят на столе станка в специальном приспособлении, которое состоит из корпуса 1, двух втулок 7, выталкивающего устройства 8, установочного кольца 9 и зажимного болта 10.

При обработке хонинговальную головку, соединенную со шпинделем станка, вводят в обрабатываемое отверстие (бруски находятся в сжатом состоянии). Вначале осуществляют предварительное, а затем окончательное хонингование. Применяют хонинговальную го­ловку с механическим, гидравлическим или пневматическим разжимным устройством.

На рис. 73 показана одна из конструкций хонинговальных головок с пневматическим приводом.

Пневматический привод обеспечивает по­стоянное давление брусков на стенки цилинд­ра, что повышает качество обработки и произ­водительность процесса хонингования. При этом можно регулировать давление брусков на обрабатываемую поверхность и автоматизиро­вать процесс разжатия брусков по мере изме­нения диаметра гильзы.

Для получения правильной геометрической формы цилиндра в процессе хонингования не­обходимо установить определенную длину хо­да головки. Она должна быть такой, чтобы абразивные бруски выходили за торец цилинд­ра на величину, не превышающую 0,2-0,4 их длины. При большей величине хода хонинговальной головки наблюдаются погрешности формы, в частности, вогнутость, а при мень­шей величине хода - бочкообразность.

Хонингование осуществляется при непре­рывной и обильной подаче смазочно-охлаждающей жидкости в зону обработай. В качест­ве смазочно-охлаждающей жидкости приме­няют керосин или смесь керосина с веретен­ным маслом.

Для предварительного хонингования реко­мендуются бруски синтетических алмазов А10МХ50, а для окончательного хонингова­ния - бруски БХ-100Х 11 Х9К38БС. Обработ­ка ведется при режимах: окружная скорость вращения головки 280 об/мин, а скорость воз­вратно-поступательного движения - 90 двой­ных ходов в минуту. Припуск на предваритель­ное хонингование устанавливают не более 0,08 мм, а для окончательного хонингования 0,04 мм.

Окончательная обработка цилиндров дви­гателя может быть осуществлена шарико­выми раскатными головкам и, позво­ляющими получить поверхность требуемой точности и шероховатости. Процесс осуществляют после растачивания или одновременно за один проход обрабатывают отверстие ци­линдра резцом и шариком головки.

Независимо от способа окончательной об­работки цилиндров (гильз) их внутренний диаметр должен иметь один и тот же ремонт­ный размер.

Цилиндры можно восстанавливать запрес­совкой гильз, если их износ превышает пос­ледний ремонтный размер или на стенках име­ются глубокие риски и задиры. Для этого ци­линдры обрабатывают под ремонтную гильзу, толщина которой должна быть не менее 3- 4 мм. В верхней части цилиндра растачивают кольцевую выточку под буртик гильзы. Гильзы запрессовывают с натягом 0,05-0,10 мм на гидравлическом прессе, опрессовывают и обра­батывают (растачивают и хонингуют) до но­минального размера. Иногда гильзы обраба­тывают под размер меньше номинального, что­бы использовать перешлифованные старые поршни.

Вставные гильзы выпрессовывают и за­прессовывают при помощи специальных съем­ников.

Деформации гнезд коренных подшипников проверяют поверочной скалкой. Если она вхо­дит в гнезда и без больших усилий проворачи­вается, то деформации отсутствуют.

Износ, а также величину несоосности гнезд коренных подшипников можно установить спе­циальным приспособлением. НИИАТ разрабо­тал приспособление для контроля соосности гнезд вкладышей коренных подшипников бло­ков двигателей ЗИЛ (рис. 74). Принцип рабо­ты его заключается в том, что скалка 2 при помощи втулок 3 фиксируется в гнездах вкла­дышей коренных подшипников. На скалке располагают (последовательно при вводе в гнез­да) индикаторы для контроля каждого отвер­стия. Рычаги I индикаторных устройств вводят в измеряемое отверстие Индикаторы устанав­ливают на нуль и закрепляют на скалке. При вращении скалки отклонения стрелок индика­торов покажут удвоенную величину несоосно­сти каждого отверстия.

Изношенные и деформированные гнезда вкладышей коренных подшипников растачива­ют до номинального размера. Снятые крышки подшипников обязательно маркируют (ставят номер блока цилиндров и порядковый номер крышки). Плоскости разъема крышки фрезе­руют на определенную величину (0,6-0,8 мм) и контролируют индикаторным приспособлени­ем. Так же фрезеруют внешний паз в крышке переднего и фасонный паз в крышке заднего коренного подшипника. Обработанные и при­нятые ОТК крышки собирают с блоком ци­линдров соответственно их маркировке.

Собранный блок цилиндров с крышками устанавливают и закрепляют на плите расточ­ного станка. Отверстия коренных подшипни­ков растачивают за один проход резцами, укрепленными на борштанге до размера, уста­новленного чертежом или техническими усло­виями. После расточки проверяют размеры отверстия, шероховатость поверхности и меж­центровое расстояние между отверстиями ко­ренных подшипников и втулками распредели­тельного вала.

Ремонт головки блока цилинд­ров и клапанных седел. Основными дефектами головок блока цилиндров являют­ся: трещины в различных местах, коробление поверхности сопряжения с блоком цилиндров, износ отверстий в направляющих втулках кла­панов и резьбы, ослабление посадки седел кла­панов в гнездах.

Головка блока цилиндров с деталями кла­панного механизма работает в очень тяжелых условиях - при высоких температурах и воз­действии механических и тепловых нагрузок.

Поэтому в зависимости от дефекта и места его расположения необходимо правильно устано­вить способ ремонта. Трещины можно заделы­вать эпоксидными пастами, заваркой с общим подогревом головки, наложением заплат, штифтовкой.

Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устраняют шлифованием или фрезерованием с последующим шлифова­нием. При этом должна быть выдержана ми­нимально допустимая глубина камеры сгора­ния, которая указывается в технических усло­виях. Величину коробления плоскости устанав­ливают на плите по краске или при помощи контрольной линейки и щупа.

Изношенные отверстия в направляющих втулках и под направляющие втулки клапанов обрабатывают развертками до номинального или ремонтного размера. При износе больше до­пустимой величины производят замену втулки.

Износ и раковины на фасках седел клапа­нов устраняют шлифованием или осуществля­ют замену седла. Производят притирку седла с клапаном или зенкование с последующим шли­фованием и притиркой. При зенковании приме­няют комплект из четырех зенковок, имеющих углы наклона режущих кромок 30 или 45, 75 и 15°. Зенковки с углами 75 и 15° являются вспомогательными и применяются для полу­чения необходимой рабочей фаски. На рис. 75 показана последовательность зенкования кла­панного седла.

Рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующий угол. Для двигателя ЗИЛ-130 впускные кла­паны шлифуют под углом 60°, а выпускные клапаны -под углом 45° к оси направляющих втулок. Ширина рабочей фаски седла клапана должна быть 1,5-2,0 мм для двигателей ГАЗ и 2,5-3,0 мм - для двигателей ЗИЛ.

При больших износах седла клапана, когда утопание калибра превышает допустимую ве­личину, указанную в технических условиях, седло клапана заменяют новым. Для этого изношенное клапанное седло растачивают, а за­тем запрессовывают вставное седло клапана, расчеканивая его при помощи специальной оп­равки. Далее шлифуют или зенкуют рабочую фаску до получения требуемого размера. За­тем осуществляют притирку с рабочей поверх­ностью клапана.

Притирку выполняют на специальных стан­ках, которые полностью механизируют процесс и позволяют выполнять обработку всех клапа­нов одновременно. Для притирки применяют притирочную пасту или пасту ГОИ. Рекомен­дуется вначале притирку производить более грубой пастой. Тонкая паста применяется для получения окончательной чистовой поверхно­сти. Притирка должна обеспечить плотное, герметичное соединение рабочих фасок клапа­на и седла, исключающее возможность про­никновения газов. Притертые клапан и седло должны иметь по всей окружности фаски ров­ную матовую полоску а определенной ширины (рис. 76). Для двигателей ЗИЛ ширина полос­ки должна быть равной l / 2 ширины рабочей фаски седла.

Качество притирки проверяют прибором (рис. 77), при помощи которого создают над клапаном избыточное давление воздуха (0,7 кгс/см 2). Давление устанавливают по манометру и оно не должно заметно снижаться в течение 1 мин.

При ослаблении посадки седла клапана в гнезде его выпрессовывают, а отверстие раста­чивают для установки седла ремонтного раз­мера. При выпрессовке применяют различные съемники. На рис. 78 показана одна из при­меняемых конструкций съемников.

Ремонт поршня.

Основными дефекта­ми поршня являются нагар на днище и канав­ках, износ канавок под кольца, отверстий в бо­бышках, трещины и царапины на стенках.

Для очистки канавок поршня от нагара применяют приспособление в виде стальной ленты с рукоятками, на внутренней поверхно­сти которого закреплены резцы. Вставляя рез­цы в канавку и поворачивая приспособление вокруг поршня, удаляют нагар.

Поршни с изношенными канавками под поршневые кольца заменяют новыми соответ­ствующих размеров.

Изношенное отверстие в бобышках поршня восстанавливают развертыванием с последую­щей установкой поршневого пальца увеличен­ного размера. Незначительные риски или ца­рапины на наружной поверхности поршня уда­ляют зачисткой наждачной шкуркой. Поршни с трещинами и глубокими царапинами заменя­ют на новые.

Подбор поршневых колец.

Изно­шенные и потерявшие упругость поршневые кольца заменяют новыми. Подбор новых ко­лец производят в соответствии с размерами поршня и цилиндра. При подборе к поршню кольца (рис. 79,а) производят прокатку его по канавке и если нет заеданий, то щупом оп­ределяют зазор. В случае заедания кольца в канавке или малого зазора кольцо шлифуют на листе мелкозернистой наждачной бумаги, положенной на поверочную плиту. Величина зазора по высоте канавки не должна превы­шать 0,052-0,082 мм для верхнего и 0,035- 0,70 мм - для остальных компрессионных колец.

При подборе по цилиндру (рис. 79, б) оп­ределяют зазор в стыке кольца, установлен­ного в цилиндр. Кольцо можно устанавливать в калибр, внутренний диаметр которого равен диаметру цилиндра. При отсутствии или ма­лой величине зазора осуществляют подпили­вание стыков колец личным напильником. При этом плоскости стыков колец должны быть па­раллельны. Техническими условиями установ­лена для каждого двигателя определенная величина зазора. Для компрессионных колец зазор должен быть 0,3-0,5 мм, а для мало­съемных колец -0,15-0,45 мм. При зазоре больше нормального кольца бракуются.

Ремонт поршневого пальца.

Из­ношенные поршневые пальцы восстанавливают хромированием. Осуществляют наращива­ние пористого хрома, который хорошо удержи­вает масло. После нанесения слоя хрома паль­цы шлифуют под необходимый "размер. При износе по диаметру более 0,03 мм пальцы ре­монтируют или заменяют новыми. Рекоменду­ется при капитальном ремонте двигателя уста­навливать поршневые пальцы только номи­нального размера. Для облегчения сборки их размеры рассортированы на ряд групп.

Ремонт шатуна.

Основными дефекта­ми шатуна являются: изгиб и скручивание стержня, износ отверстия втулки верхней го­ловки и отверстия под втулку, износ отверстия и торцовых поверхностей нижней головки.

Изношенные втулки верхней головки шату­на обычно заменяют новыми. Иногда отвер­стие втулки растачивают или развертывают под увеличенный ремонтный размер поршнево­го пальца.

Изношенное отверстие головки под втулку восстанавливают обработкой под ремонтные размеры (шатуны двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238) или шатуны с данным дефектом вы­браковывают (шатуны двигателей ЗИЛ-130, ЗИЛ-164, ГАЗ-51).

Отверстие нижней головки шатуна под вкладыш растачивают и шлифуют под номи­нальный размер после обработки стыковых по­верхностей крышки с шупом. Последние фрезеруют или шлифуют, используя специаль­ные приспособления. При наличии гальваниче­ского участка целесообразно отверстие ниж­ней головки шатуна ремонтировать осталиванием. После осталивания отверстие восстанав­ливают до номинального размера. Этот метод ремонта позволяет сохранить жесткость дета­ли и межцентровое расстояние между отвер­стиями верхней и нижней головок шатуна.

Изгиб и скручивание стержня шатуна уст­раняют правкой. Для правки и контроля шату­нов применяют различные приспособления. На рис. 80 показана одна из конструкций приме­няемых приспособлений. На данном приспо­соблении одновременно проверяют изгиб и скручивание шатуна, а также расстояние меж­ду центрами его головок. При обнаруженных отклонениях, превышающих допустимые вели­чины, шатун правят специальным ключом без снятия с приспособления. При этом верхняя головка шатуна должна занимать положение между вертикальной и горизонтальной пли­тами.

Шатун плотно устанавливается в приспо­соблении при помощи большой скалки 8; про­пущенной через стойки 9. Малую скалку 10 вставляют в обработанное отверстие верхней головки шатуна. Вначале предварительно про­веряют скрученность шатуна. Для этого ша­тун, установленный в горизонтальном положен ним, вручную поворачивают так, чтобы малая скалка 10 поочередно упиралась на сухари сто­ек 11. Наличие зазора укажет о скручивании шатуна.

Определение величины скручивания и изги­ба производится при нахождении шатуна в вертикальном положении. При этом малая скалка 10, соприкасаясь с упорами коромысла 4, находится в контакте с штифтами 2 индика­торов / и 7, которые указывают величину скру­ченности шатуна. Индикатор 5 устанавливает отклонение расстояния между осями отверстий верхней и нижней головок, а индикатор 6 - непараллельность осей отверстий.

После правки и контроля, резко перемещая рукоятку 13, выбивают большую скалку 8, ос­вобождая шатун.

Перед началом работы индикаторы приспо­собления настраивают по эталонному шатуну.

Ремонт коленчатого вала.

Ос­новными дефектами коленчатого вала являют­ся: изгиб, износ шатунных и коренных шеек, износ отверстия под подшипник ведущего ва­ла коробки передач и отверстий фланца вала под болты крепления маховика.

Изгиб коленчатого вала двигателя прове­ряют на стенде, на призмах, установленных на контрольной плите или в центрах токарного станка при помощи индикатора. Изгиб (биение средней коренной шейки относительно край­них) свыше допустимого по техническим усло­виям устраняют правкой на прессе.

Коленчатый вал устанавливают на призмы крайними коренными шейками, а штоком пресса через медную или латунную прокладку давят на среднюю шейку со стороны, противоположной изгибу. При этом величина прогиба должна быть примерно в 10 раз больше устраняемого изгиба. Вал выдерживают под нагрузкой на прессе в течение 2-4 мин. После правки ре­комендуется вал подвергнуть термической об­работке, т.е. нагреть до 180-200°С и выдер­жать при этой температуре в течение 5-6 ч. Затем вал проверяют на биение. Биение сред­них шеек по отношению к крайним шейкам не должно превышать 0,05 мм.

Изношенные шатунные и коренные шейки коленчатого вала восстанавливают шлифова­нием под ремонтный размер. Устанавливают один ремонтный размер для всех шатунных шеек и один ремонтный размер для коренных шеек в зависимости от наименьшего диаметра, полученного в результате обмера и рекомен­дуемого техническими условиями ремонтного размера. Завершают обработку шеек вала по­лированием или суперфинишированием до по­лучения требуемой шероховатости поверхно­сти. Затем промывают масляные каналы и на­ружную поверхность вала керосином в специ­альной ванне.

В тех случаях, когда использованы все ре­монтные размеры и дальнейшее уменьшение диаметра вала недопустимо, а прочность его достаточна, шейки можно восстанавливать на­плавкой с последующей обработкой под номи­нальный размер.

При восстановлении шеек коленчатого вала важна правильно выбрать установочные базы. Рекомендуется устанавливать коленчатый вал на станке на те же базовые поверхности, кото­рые применялись при изготовлении. Тогда по­лучаются минимальные погрешности, связан­ные с его установкой. В конструкциях коленча­тых валов двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-53, ЯМЗ-236 и других предусмотрены фаски с двух сторон (со стороны отверстия под храповик и отверстия под шариковый подшипник направ­ляющего конца ведущего вала). Данные фаски принимают в качестве установочных баз. Предварительно их проверяют и при необходи­мости зачищают или исправляют.

В конструкциях коленчатых валов двигате­лей ГАЗ-51, ЗИЛ-164 центровые отверстия, ис­пользуемые при изготовлении, в последующем удаляются. Поэтому необходимо при шлифо­вании шеек коленчатого вала правильно выб­рать новые установочные базы, которые бы удовлетворяли предъявляемым требованиям. Для таких валов можно принимать за устано­вочные базы: при шлифовании.коренных шеек - фаску отверстия под храповик и отвер­стие под подшипник направляющего конца ве­дущего вала, при шлифовании шатунных ше­ек- шейку под шестерню и наружную цилиндрическую поверхность фланца под маховик. Для обеспечения требуемой точности обработ­ки выбранные установочные поверхности пред­варительно подготавливают.

В качестве технологической базы могут быть приняты прошлифованные коренные шей­ки при шлифовании шатунных шеек. При этом ось вращения шатунных шеек должна точно совпадать с осью шпинделя станка.

Износ отверстия под подшипник ведущего вала коробки передач восстанавливают поста­новкой втулки. На рис. 81 приведен эскиз вос­становленного коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130, На токарно-винторезном станке рас­тачивают отверстие в вале до диаметра

затем запрессовывают ремонтную втулку до упора, растачивают отверстие во втулке до размера 52 и снимают фаску 3X30°

Изношенное отверстие во фланце вала под болты крепления маховика обрабатывают раз­верткой до ремонтного размера в сборе с ма­ховиком. При сборке ставят болты крепления маховика увеличенного ремонтного размера.

После ремонта необходимо осуществить контроль коленчатого вала для установления качества выполненных работ и выявления воз­можных раковин и трещин.

Техническое обслуживание. При ЕО двигатель очищают от грязи, проверяют его состояние визуально и прослушивают работу на разных режимах.

При ТО-1 выполняют работы ЕО, а также проверяют герметичность соединения поддона картера с блоком или сальников коленчатого вала (отсутствие потеков масла), а также крепление двигателя к раме. Крепление проверяют без расшплинтовки гаек. При необходимости соединения подтягивают. Осмотром определяют состояние резиновых элементов, которые не должны иметь отслоений и разрушений резины (при наличии дефектов - заменяют). Прослушивают работу клапанного механизма, при необходимости регулируют тепловые зазоры.

При ТО-2 и СО выполняют все работы ТО-1, а также проверяют и, если это необходимо, подтягивают крепления головок цилиндров, регулируют тепловые зазоры в ГРМ. Проверяют и регулируют натяжение цепи или ремня привода распределительного вала (при его верхнем расположении), подтягивают крепление передней крышки двигателя (крышки распределительных шестерен).

Диагностирование. При диагностировании кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного (ГРМ) механизмов проверяют компрессию в цилиндрах, место и характер шумов и стуков, техническое состояние двигателя по местам и величине утечек воздуха при его подаче в цилиндры под определенным давлением, упругость клапанных пружин и объем газов, прорывающихся в картер.

Компрессию двигателя (максимальное давление в цилиндре в конце такта сжатия) определяют компрессометром при проворачивании коленчатого вала стартером, вставив резиновый конусный наконечник компрессометра в отверстие для форсунки или свечи зажигания (рис. 50а). Компрессограф снабжен самописцем для записи давления по цилиндрам (рис. 50б, в). Для получения наиболее достоверных результатов компрессию определяют на прогретом двигателе, демонтировав с него все свечи зажигания или форсунки. Заданная частота вращения коленчатого вала обеспечивается исправной заряженной аккумуляторной батареей.

Перед измерением компрессии в каждом цилиндре стрелку манометра необходимо устанавливать в нулевое положение. Минимально допустимая компрессия для дизелей около 2 МПа, для бензиновых и газовых двигателей она зависит от степени сжатия и составляет 0,6-1,0 МПа. Разность показаний манометра в отдельных цилиндрах не должна превышать 0,2 МПа для дизелей и 0,1 МПа для бензиновых и газовых двигателей. Недостаточная компрессия в цилиндрах свидетельствует об износе гильз, поршневых колец или негерметичности клапанов. Резкое снижение компрессии (на 30-40 %) указывает на поломку или залегание поршневых колец.

Рис. 50. Компрессометр (а) и компрессографы (б, в)

Наличие, место и характер стуков и шумов определяют с помощью стетоскопов и виброакустической аппаратуры (рис. 51). По характеру стука или шума и месту его возникновения определяют неисправности двигателя. Любые посторонние шумы и стуки в двигателе при эксплуатации недопустимы. С помощью стетоскопа определяют увеличение зазоров в шатунных и коренных подшипниках коленчатого вала, между поршнем и цилиндром, клапанами и толкателями, клапанами и втулками и др.

Рис. 51. Стетоскопы для диагностики автомобиля: а - механический; б - комбинированный электронный

Стуки поршней о цилиндр - глухие, щелкающие; они прослушиваются на непрогретом двигателе при малой частоте вращения коленчатого вала или ее резком уменьшении. Стуки в коренных подшипниках коленчатого вала - сильные, глухие, низкого тона; они прослушиваются на прогретом двигателе при резком изменении частоты вращения коленчатого вала, а также при отключении отдельных цилиндров. Стуки в шатунных подшипниках более резкие, чем в коренных; появляются при резком изменении частоты вращения коленчатого вала (при отключении данного цилиндра стук исчезает или заметно уменьшается).

Стуки в сопряжении «поршневой палец - шатун» - звонкие, металлические; прослушиваются при резком изменении частоты вращения коленчатого вала (при отключении цилиндра исчезают). Стуки при заедании впускных клапанов - тихие, ровные; прослушиваются в местах расположения втулок клапанов на холостом ходу. Стуки в распределительных шестернях - частые, сливающиеся в общий шум, свидетельствуют о большом износе или поломке зубьев шестерен. Стуки в подшипниках распределительного вала - ровные, среднего тона; прослушиваются при увеличении частоты вращения коленчатого вала. Стуки в сопряжении «боек коромысла - торец стержня клапана» - резкие; прослушиваются во всех режимах работы и свидетельствуют об увеличенном зазоре.

Утечки воздуха, подаваемого в цилиндры под давлением 0,4 МПа, определяются специальными приборами. По утечкам воздуха можно определить чрезмерный износ, потерю упругости, закоксовывание или поломку поршневых колец, износ поршневых канавок, износ цилиндров, потери герметичности клапанов и прокладок головок цилиндров. Для определения состояния поршневых колец устанавливают поршень на начало такта сжатия и, подавая в цилиндр воздух, измеряют манометром его утечки (падение давления).

Шкала прибора размечена на зоны: хорошее состояние двигателя, удовлетворительное и требующее ремонта. Износ цилиндров определяется так же, но при установке поршня вблизи ВМТ такта сжатия. Утечки воздуха более 15 % указывают на сильный износ цилиндров. Утечки воздуха через клапаны определяют на слух, а герметичность прокладки головки цилиндров - по появлению пузырьков воздуха в горловине радиатора или на стыке (головки с блоком цилиндров), смоченном мыльным раствором.

Состояние сопряжения «поршень - поршневые кольца - гильза цилиндра» можно оценить по количеству газов, прорывающихся в картер. Этот параметр определяется при помощи расходомеров (например КИ-4887-1) после предварительного прогрева двигателя. Измеряя количество газов, прорывающихся в картер, и сравнивая это значение с нормативным, делают заключение о состоянии цилиндропоршневой группы. Упругость клапанных пружин определяют специальными приборами (рис. 52).

Рис. 52. Прибор для проверки упругости клапанных пружин

При разборке двигателя диагностируют (измеряют) геометрические размеры деталей и, сравнивая полученные значения с номинальными и допустимыми, делают заключение об их годности к дальнейшей эксплуатации (измерение шеек валов осуществляют микрометрами, а диаметры отверстий - микрометрическими нутромерами).

Ремонт кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Неисправности кривошипно-шатунного механизма - самые серьезные неисправности двигателя. Их устранение очень трудоемкое и затратное, так как довольно часто предполагает проведение капитального ремонта двигателя.

К основным неисправностям кривошипно-шатунного механизма относятся:

Износ коренных и шатунных подшипников;

Износ поршней и цилиндров;

Износ поршневых пальцев;

Поломка и залегание поршневых колец.

Основными причинами данных неисправностей являются выработка установленного ресурса двигателя или нарушение правил эксплуатации двигателя (использование некачественного масла, увеличение сроков технического обслуживания, длительное использование автомобиля под нагрузкой и др. ).

Практически все неисправности кривошипно-шатунного механизма (КШМ) могут быть диагностированы по внешним признакам, а также с помощью простейших приборов (стетоскопа, компрессометра). Неисправности КШМ сопровождаются посторонними шумами и стуками, дымлением, падением компрессии, повышенным расходом масла.

Внешние признаки и соответствующие им неисправности КШМ перечислены в таблице 1.

Таблица 1

Внешние признаки и соответствующие им неисправности КШМ

Признаки неисправности	Неисправность
· Глухой стук в нижней части блока цилиндров (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки). · Снижение давления масла (горит сигнальная лампа)	Износ коренных подшипников
· Плавающий глухой стук в средней части блока цилиндров (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки, пропадает при отключении соответствующей свечи зажигания). · Снижение давления масла (горит сигнальная лампа)	Износ шатунных подшипников
· Звонкий стук (стук глиняной посуды) на холодном двигателе (исчезает при прогреве). · Синий дым отработавших газов	Износ поршней и цилиндров
· Звонкий стук в верхней части блока цилиндров на всех режимах работы двигателя (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки, пропадает при отключении соответствующей свечи зажигания)	Износ поршневых пальцев
· Синий дым отработавших газов. · Снижение уровня масла в картере двигателя. · Работа двигателя с перебоями	Поломка и залегание колец
· Слабая компрессия в цилиндрах. · Двигатель работает с перебоями и не развивает номинальной мощности	Износ деталей поршневой группы (гильз, поршней, колец)
· Двигатель внезапно останавливается	Заклинивание поршней в гильзе или заклинивание коленчатого вала
· Течь масла в месте соединения поддона и блока	Повреждение прокладки или недостаточная затяжка болтов (гаек) крепления поддона
· Течь охлаждающей жидкости из блока (головки)	Трещины или пробоины в блоке (головке блока)

При диагностировании износа коренных и шатунных подшипников дальнейшая эксплуатация автомобиля категорически запрещена. В остальных случаях с максимальной осторожностью необходимо следовать к месту ремонта.

Ремонт кривошипно-шатунного механизма заключается в основном в выявлении и замене вышедших из строя деталей.

Комплектование деталей КШМ. Подбор поршней осуществляется по весу и размерным группам. Поршни подбирают для каждого цилиндра в соответствии с размерами гильз, так как по техническим условиям сборки КШМ между гильзой и поршнем должен быть определенный зазор. При одновременной замене гильз и поршней их комплектуют по размерным группам (гильзы и поршни должны относиться к одной размерной группе). При расточке цилиндров поршни подбирают в строгом соответствии с размерами гильз. Все поршни, устанавливаемые на один двигатель, должны быть подобраны по массе. Разница масс самого тяжелого и самого легкого поршней одного комплекта допускается не более 0,5 %.

Подбор поршневых колец проводится с учетом размеров поршня и цилиндра. При подборе колец по поршню их прокатывают по канавке поршня и щупом замеряют зазор между торцом кольца и канавкой поршня (рис. 53).

Рис. 53. Проверка бокового зазора между кольцом и канавкой поршня: 1 - поршневое кольцо, 2 - поршень, 3 - набор щупов

При подборе колец по цилиндру кольцо устанавливают в зоне наименьшего износа цилиндра (но в пределах хода поршневых колец) и измеряют щупом зазор в замке кольца (рис. 54). Требуемые значения зазоров указываются в руководствах по эксплуатации конкретных марок автомобилей.

Рис. 54. Проверка зазора в замке поршневого кольца: а - с использованием специальной оправки; б - непосредственно в цилиндре двигателя

Подбор поршневых пальцев и шатунов. При ремонте двигателя не рекомендуется обезличивать комплект его шатунов, которые на заводе подбираются по массе. Замена отдельных шатунов одного комплекта осуществляется с учетом массы (подгонку по массе выполняют путем снятия металла с бобышек на крышке и головке шатуна). Не допускается менять местами крышки нижних головок шатунов, так как нижняя головка и крышка головки обрабатываются вместе в заводских условиях. Шатуны сортируют на размерные группы по диаметру отверстия во втулке верхней головки и помечают краской определенного цвета. На такие же группы делят поршневые пальцы (по их внешнему диаметру) и поршни (по внутреннему диаметру бобышек). Поршень, палец и шатун одного комплекта должны относиться к одной размерной группе.

Сборка кривошипно-шатунного механизма осуществляется в следующей последовательности:

1. Собрать шатунно-поршневую группу. Соединение поршня, пальца и верхней головки шатуна производится при нагретом до 240 ºС шатуне. Запрессовку пальца в бобышки поршня и верхнюю головку шатуна производят с помощью специального приспособления (рис. 55). Палец устанавливают в приспособление, шатун, нагретый до 240 ºС, зажимают в тисках, надевают поршень на шатун так, чтобы отверстие под палец совпало с отверстием верхней головки шатуна. Приспособлением проталкивают поршневой палец в отверстие поршня и верхнюю головку шатуна так, чтобы заплечик валика приспособления соприкасался с поршнем.

Чтобы правильно соединить палец с шатуном, запрессовывать палец следует как можно быстрее: после охлаждения шатуна уже нельзя будет изменить положение пальца. При сборке поршня с шатуном и установке шатунно-поршневой группы в цилиндр следует следить за правильностью взаимного расположения поршня и шатуна и их ориентировки в цилиндре. На поршне и шатуне имеются метки (на поршне - стрелка, на шатуне - прилив), которые должны быть направлены в одну сторону (обычно к передней крышке двигателя).

Рис. 55. Запрессовка поршневого пальца в верхнюю головку шатуна: а - приспособление; б - процесс запрессовки; 1 - валик приспособления; 2 - поршневой палец; 3 - направляющая; 4 - упорный винт; 5 - приспособление

При установке колец на поршень их замки не должны быть расположены в одной плоскости. Это приведет к значительному прорыву газов из камеры сгорания в картер. Угол α взаимного расположения замков поршневых колец определяется по формуле α = 360 / n , где n - число колец на поршне. Снятие и установка колец на поршень проводится с помощью специального приспособления (рис. 56).

2. Установить шатунно-поршневые группы в цилиндры в соответствии с порядковыми номерами цилиндров, указанными на днищах поршней и на шатунах. Для установки поршня с кольцами в цилиндр используют специальные приспособления (обжимы) (рис. 57).

Рис. 56. Съемник поршневых колец: 1 - рукоятка; 2 - выступы; 3 - упоры; 4 - захваты

Рис. 57. Установка поршня в цилиндр

3. Установить коленчатый вал и вкладыши в пастели блока, затем установить крышки коренных подшипников (рис. 58). Затяжка креплений крышек коренных (и шатунных) подшипников осуществляется динамометрическим ключом (значения моментов затяжки указываются в руководствах по эксплуатации конкретных марок автомобиля). Перед установкой коленчатого вала очищают шатунные и коренные шейки, удаляют заусенцы у кромок отверстий, промывают вал и продувают сжатым воздухом каналы для смазки.

Рис. 58. Установка коленчатого вала в блок цилиндров

4. Установить: шатунные вкладыши в нижнюю головку шатуна и ее крышку; нижние головки шатунов на шатунные шейки коленчатого вала; крышки на нижние головки шатунов (в соответствии с номерами цилиндров, указанными и на головке шатуна и на его крышке, менять местами крышки нельзя, они не взаимозаменяемы); затянуть крепления крышек (рис. 59).

5. Установить переднюю и заднюю крышки блока.

6. Установить маховик на фланец коленчатого вала. Коленчатый вал балансируют на заводе-изготовителе в сборе с маховиком и сцеплением, поэтому перед снятием сцепления с маховика и маховика с фланца коленчатого вала рекомендуется нанести на сопряженных поверхностях риски, по которым вновь собирают узел.

Рис. 59. Установка нижней головки шатуна на шейку коленчатого вала

7. Установить поддон картера с прокладкой.

8. Установить головку блока. Перед установкой головки сопрягаемые плоскости блока и головки цилиндров протирают чистой ветошью, а прокладку натирают порошкообразным графитом. При установке головки блока гайки (болты) затягивают динамометрическим ключом с определенным усилием (которое указывается в технических условиях), начиная от центра головки, постепенно перемещаясь к краям (рис. 60).

9. Установить клапанную крышку с прокладкой.

Рис. 60. Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления головки цилиндров

Ремонт газораспределительного механизма.

Основные неисправности газораспределительного механизма (ГРМ):

Нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях с регулируемым зазором);

Износ подшипников, кулачков распределительного вала;

Неисправности гидрокомпенсаторов (на двигателях с автоматической регулировкой зазоров);

Снижение упругости и поломка пружин клапанов;

Зависание клапанов;

Износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала;

Износ зубчатого шкива привода распределительного вала;

Износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок;

Нагар на клапанах.

Основные причины неисправностей ГРМ - выработка установленного ресурса двигателя и, как следствие, высокий износ конструктивных элементов и нарушение правил эксплуатации двигателя, в том числе использование некачественного (жидкого), загрязненного масла, применение бензина с высоким содержанием смол, длительная работа двигателя на предельных оборотах.

Самой серьезной неисправностью газораспределительного механизма является зависание клапанов , которое может привести к серьезным поломкам двигателя. Причин у неисправности две. Одна - применение некачественного бензина, сопровождающееся отложением смол на стержнях клапана. Другой причиной является ослабление или поломка пружин клапанов. В этом случае на высоких оборотах двигателя клапан не успевает сесть в «седло», искривляется и заклинивает (зависает) в направляющей втулке. К счастью, данная неисправность на современных автомобилях встречается достаточно редко.

Неисправности гидрокомпенсаторов возникают при использовании жидкого или сильно загрязненного масла. Гидрокомпенсатор перестает выполнять свою основную функцию - автоматически компенсировать зазоры в газораспределительном механизме. Дальнейшая эксплуатация двигателя может привести к заклиниванию гидрокомпенсаторов.

Нарушение теплового зазора на двигателях с регулируемым зазором может произойти по причине износа подшипников и кулачков распределительного вала, износа зубчатого шкива привода распределительного вала, а также вследствие неправильной регулировки.

Неисправности ГРМ достаточно сложно диагностировать, так как сходные внешние признаки могут соответствовать нескольким неисправностям. Зачастую конкретная неисправность устанавливается непосредственным осмотром конструктивных элементов ГРМ со снятием крышки головки блока цилиндров.

Большинство неисправностей газораспределительного механизма приводит к нарушениям фаз газораспределения , при которых двигатель начинает работать нестабильно и не развивает номинальной мощности.

Внешние признаки и соответствующие им неисправности ГРМ перечислены в таблице 2.

Таблица 2

Внешние признаки и соответствующие им неисправности ГРМ

Признаки неисправности	Неисправность
· Металлический стук в головке блока цилиндров на малых и средних оборотах. · Снижение мощности двигателя	· Нарушение теплового зазора клапанов. · Износ подшипников, кулачков распределительного вала
· Металлический стук в головке блока цилиндров на холодном двигателе. · Снижение мощности двигателя	· Неисправности гидрокомпенсаторов
· Шум в районе привода распределительного вала. · Выстрелы в глушитель	· Износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала. · Износ зубчатого шкива привода
· Синий дым отработавших газов. · Снижение уровня масла в картере двигателя. · Снижение мощности двигателя	· Износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок. · Неисправность КШМ
· Звонкие металлические стуки (детонационные стуки) при разгоне автомобиля. · Работа двигателя с перебоями	· Нагар на клапанах. · Неисправности КШМ. · Бензин низкого качества
· Кратковременные провалы в работе холодного двигателя. · Снижение мощности двигателя. · Перегрев двигателя	· Снижение упругости и поломка пружин клапанов. · Зависание клапанов
· При работе двигателя прослушиваются хлопки: во впускном коллекторе в глушителе	· Нарушение герметичности: впускного клапана выпускного клапана
· Двигатель не запускается	· Нарушены фазы газораспределения. · Недостаточная герметичность клапанов

Регулировки газораспределительного механизма.

Проверка и регулировка теплового зазора между бойком коромысла и торцом стержня клапана производится при температуре двигателя 20-25 ºС в следующей последовательности.

1. Снять клапанную крышку.

2. Проверить и при необходимости довести усилие затяжки гаек, крепления головки блока до требуемого значения.

3. Установить поршень первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия (оба клапана закрыты). Установка поршня производится по меткам на шкиве коленчатого вала и блоке цилиндров или с помощью специального установочного штифта (рис. 61). Вращая коленчатый вал (специальным ключом) по часовой стрелке, совместить установочную метку 1 на звездочке распределительного вала с установочным приливом 2 на корпусе подшипников распределительного вала. При этом поршень четвертого цилиндра находится в ВМТ в конце такта сжатия и оба клапана закрыты.

Рис. 61. Установка поршня первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия для регулировки клапанов: 1 - установочная метка на звездочке распределительного вала; 2 - установочный прилив на корпусе подшипников распределительного вала

4. Измерить зазоры между бойком коромысла и торцом стержня впускного и выпускного клапанов (рис. 62). Проверка осуществляется специальным металлическим щупом (толщина которого должна соответствовать значению теплового зазора, указанному в инструкции по эксплуатации данной марки автомобиля). При нормальном значении зазора щуп должен перемещаться между клапаном и коромыслом легким усилием руки.

Рис. 62. Проверка теплового зазора в ГРМ: а - ГРМ с роликовыми рычагами (рокерами); б - ГРМ с двуплечими рычагами (коромыслами); 1 - щуп; 2 - регулировочный винт; 3 - контргайка регулировочного винта; 4 - коромысло; 5 - наконечник нажимного винта

5. При необходимости отрегулировать зазор во впускном и выпускном клапанах.

Регулировка осуществляется в следующей последовательности:

Отпустить контргайку регулировочного винта;

Вставить щуп между клапаном и коромыслом;

Поворачивая ключом регулировочный винт, установить требуемый зазор (при котором щуп будет перемещаться усилием руки);

Удерживая регулировочный винт в установленном положении, затянуть контргайку.

6. Поворачивая коленчатый вал каждый раз на угол α = 720 / n (где n - число цилиндров данного двигателя), аналогичным образом отрегулировать клапаны остальных цилиндров в соответствии с порядком их работы.

7. Установить клапанную крышку, запустить двигатель и прослушать работу клапанного механизма.

Регулировка натяжения цепи (или ремня) привода распределительного вала. От натяжения цепи (или ремня) привода распределительного вала в значительной степени зависит работа ГРМ, поэтому необходимо периодически проверять и регулировать натяжение цепи (ремня).

Регулировка натяжения цепи осуществляется в следующей последовательности: отпустить стопорный болт натяжника на 1/2…2/3 оборота; провернуть коленчатый вал на 3…4 оборота (при этом натяжное устройство автоматически установит необходимую степень натяжения цепи); затянуть стопорный болт натяжника.

Регулировка натяжения зубчатого ремня осуществляется в следующей последовательности: снять верхнюю защитную крышку; ослабить болты крепления кронштейна натяжного ролика и плавно провернуть коленчатый вал на 2-3 оборота (при этом пружина кронштейна автоматически установит необходимое натяжение ремня); затянуть болты крепления кронштейна и установить защитную крышку.

Основные дефекты деталей ГРМ и способы их устранения.

Основными дефектами распределительного вала являются изгиб (биение), износ опорных шеек и шейки под распределительную шестерню, износ кулачков. Если биение (изгиб) превышает допустимые значения, то вал правят под прессом или списывают. Изношенные шейки шлифуют на меньший диаметр до одного из ремонтных размеров, а опорные втулки устанавливают новые - ремонтного размера. Опорные шейки вала, вышедшие из ремонтных размеров, могут быть восстановлены хромированием или осталиванием до номинального или ремонтного размера. Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием, а значительный износ - наплавкой сормайтом № 1 с последующим шлифованием.

У толкателей изнашиваются цилиндрическая и сферическая поверхности. Изношенные толкатели заменяют или восстанавливают. Цилиндрическую поверхность (стержень) до ремонтного размера восстанавливают шлифованием или хромированием. При этом отверстие у направляющих толкателей обрабатывают разверткой под размер устанавливаемых стержней или для запрессовки ремонтной втулки. Износ сферической поверхности устраняют шлифованием по шаблону, выдерживая установленную техническими условиями высоту.

В коромысле клапанов изнашиваются втулки, которые заменяют на новые, растачивая в них отверстие до номинального или ремонтного размера. В новой втулке сверлят масляные отверстия. Изношенную сферическую поверхность носка коромысла шлифуют.

Основными дефектами клапанов являются износ и обгорание рабочей фаски, деформация тарелки (головки), износ и изгиб стержня. При изгибе стержня и деформации тарелки клапан правят на специальном приспособлении или заменяют новым. Изношенный стержень клапана можно восстановить хромированием или осталиванием с последующим шлифованием до номинального размера. Изношенный торец стержня клапана шлифуют до получения гладкой поверхности. При значительном износе или обгорании рабочей фаски клапан заменяют новым.

Незначительный износ или обгорание рабочей фаски клапана устраняется его притиркой к седлу. Притирка клапана к седлу осуществляется следующим образом. ГРМ разбирают, отсоединив ось коромысел от головки цилиндров, затем снимают ее в сборе с коромыслами, стойками и другими деталями. На головку цилиндров устанавливают приспособление (рис. 63) для снятия и установки клапанных пружин. Сжав клапанную пружину, вынимают клапанные сухари и снимают приспособление с головки цилиндров. Со стержня клапана снимают освобожденные детали (клапанные пружины с опорной шайбой), вынимают клапан из направляющей втулки, очищают его от нагара и промывают.

Рис. 63. Снятие и установка клапанных пружин приспособлением: 1 - приспособление А.60311/R; 2 - монтажная доска А.60335

Для притирки клапанов используют специальные или самостоятельно приготовленные притирочные пасты. Тонкий слой пасты наносят на фаску клапана, стержень клапана смазывают чистым моторным маслом и устанавливают клапан в седло. При помощи притирочного приспособления или коловорота с присосом клапану сообщают возвратно-вращательное движение. Слегка нажимая на клапан, поворачивают его на 1/3 оборота, затем приподнимают, снова прижимают и поворачивают на 1/4 в обратном направлении. Периодически поднимая клапан, наносят на фаску новые порции пасты. Притирку заканчивают, когда на фасках клапана и седла появятся сплошные матовые пояски шириной 1,5-3 мм.

После притирки клапан, седло, канал и направляющую втулку промывают керосином и насухо вытирают. Качество притирки можно проверить до и после сборки клапанного механизма. До сборки : поперек фаски мягким графитовым карандашом через одинаковые промежутки наносят 15-20 рисок. Вставив клапан в седло и сильно прижав, его поворачивают на 1/4 оборота. Если все риски окажутся стертыми, то качество притирки удовлетворительное. После сборки : переворачивают головку и в камеры сгорания наливают керосин. Если через 3 мин не будет обнаружено просачивания керосина, то качество притирки удовлетворительное.