Неисправности кривошипно-шатунного механизма их причина и способ устранения приведены в таблице 2.
Таблица 2.
|
Неисправность |
Причина |
Способ устранения |
|
|
Стук коленчатого вала |
Чрезмерно ранее зажигание |
Отрегулировать установку момента зажигания |
|
|
Работа на масле несоответствующего сорта и качества |
Заменить масло в соответствии с рекомендациями инструкции по эксплуатации |
||
|
Чрезмерный зазор между шейками и вкладышами коренных подшипников |
Снять коленчатый вал, осмотреть и при необходимости прошлифовать шейки и заменить вкладыши |
||
|
Недостаточное давление и подача масла |
Произвести ремонт масляного насоса, при необходимости - двигателя |
||
|
Эксцентричность и овальность коренных шеек |
Прошлифовать коренные шейки, заменить вкладыши |
||
|
Чрезмерный зазор между упорными кольцами и упорными поверхностями коленчатого вала |
Проверить зазор и заменить упорные полукольца новыми с увеличенной толщиной |
||
|
Ослабление затягивания болтов крепления маховика к коленчатому валу |
Затянуть болты |
||
|
Стук шатунных подшипников |
Работа на масле несоответствующих сорта и качества |
Заменить масло другим в соответствии с рекомендациями инструкции по эксплуатации |
|
|
Чрезмерный зазор между шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами |
Разобрать двигатель, прошлифовать шейки, заменить вкладыши |
||
|
Недостаточное давление масла |
Произвести контроль и ремонт масляного насоса при необходимости - двигателя |
||
|
Овальность или конусность шатунных шеек коленчатого вала |
Разобрать двигатель, прошлифовать шейки, заменить вкладыши |
||
|
Непараллельность осей верхней и нижней головок шатуна |
Разобрать группу шатун - поршень, восстановить параллельность |
||
|
Стук поршней |
Чрезмерный зазор между поршнями и цилиндрами |
Заменить поршни, при необходимости расточить и отхонинговать цилиндры |
|
|
Чрезмерный зазор между поршневыми кольцами и соответствующими канавками на поршне |
Разобрать, проверить и при необходимости произвести замену колец |
||
|
Стук поршневых пальцев |
Чрезмерный зазор между пальцем и отверстиями в бобышках поршня |
Поставить поршневые пальцы с увеличенным диаметром, при необходимости заменить поршни и пальцы |
|
|
Зазор между пальцем и шатуном |
Произвести разборку, заменить шатун с пальцем |
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.
2. Технологическая часть
2.1 Разработка технологического процесса ремонта агрегата
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.
Рисунок 2. Коленчатый вал: 1 -- носок; 2 -- шатунная шейка; 3 -- коренная шейка; 4 -- щека; 5 -- противовес; 6 -- хвостовик с фланцем.
Характеристики детали:
Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передает создаваемый на нем крутящий момент трансмиссии автомобиля. От него так же приводятся в действия различные механизмы двигателя (газораспределительный механизм, масляный насос, распределитель зажигания, насос охлаждающей жидкости).
Коленчатый вал - литой, чугунный, пятиопорный ВАЗ № 2105. Он состоит из коренных и шатунных шеек, щек, противовесов, переднего и заднего концов. Предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленчатого вала при ремонте с уменьшением диаметра на 0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм.
Коленчатый вал изготавливается из специального высокопрочного чугуна ВЧ-45 ГОСТ 7293-85. Твердость 250-350 HВ. Химический состав, механические, технологические и эксплуатационные свойства стали приведены в таблицах 1, 2, 3.
Поверхности шеек вала закалены токами высокой частоты на глубину 2-3 мм. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник ведущего вала коробки передач, по диаметру фланца коленчатого вала центрируется маховик.
Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя упорными полукольцами. Они вставляются в гнезда блока цилиндров по обе стороны среднего коренного подшипника, причем с задней стороны ставится металлокерамическое полукольцо (желтое), а с передней стороны - сталеалюминевое. Полукольца изготавливаются двух размеров - нормального и увеличенного по толщине на 0,127мм.
Вкладыши подшипников коленчатого вала - тонкостенные, сталеалюминевые. Верхние вкладыши 1,2, 4 и 5 опор коленчатого вала с канавкой на внутренней поверхности, а нижние вкладыши - без канавки. Шатунные вкладыши (верхние и нижние) также без канавки. Ремонтные вкладыши изготавливаются увеличенной толщины под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25; 0,5; 0,75 и 1 мм.
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.
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.
Рисунок 3. Шатун
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.
2.2 Назначение и условия работы агрегата
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) обеспечивает преобразование поступательно-вращательного движения поршня внутри цилиндра во вращательное движение коленчатого вала двигателя.
На поршень оказывают давление газы, которые вырабатываются при сгорании топливной смеси. При этом он совершает возвратно - поступательные движения, заставляя проворачиваться коленчатый вал двигателя. От него вращательное движение передается на трансмиссию, а оттуда - на колеса автомобиля.
2.3 Основные технические требования к агрегату
Кривошипно-шатунный механизм должен выполнять следующие требования:
· передача усилия от шатуна на трансмиссию, преобразования сложного движения шатуна во вращательное, а также обеспечивать движение поршней во вспомогательных тактах;
· передача усилия от поршня к коленчатому валу, при основном такте (рабочий ход), и для передачи усилия от коленчатого вала поршню при вспомогательных тактах;
· надежность при работе в условиях вибрации и повышенной температуры.
2.4 Выбор рациональных способов устранения дефектов
Основные дефекты приборов кривошипно-шатунного механизма.
Крышки коренных подшипников в процессе ремонта с блоками цилиндров не разукомплектовываются, как и картеры сцепления.
Основные дефекты в блоке цилиндров:
· Пробоины на стенках рубашки охлаждения или картера;
· Износ торцов первого коренного подшипника;
· Трещины и отколы;
· Износ нижнего посадочного отверстия под гильзу;
· Износ верхнего посадочного отверстия под гильзу;
· Износ отверстий под толкатели;
· Износ отверстий во втулках под опорные шейки распределительного вала;
· Износ гнезд вкладышей коренных подшипников и их несоосность;
· Износ отверстий под втулки распределительного вала.
Основные дефекты головки цилиндров:
· Пробоины, прогар и трещины на стенках камеры сгорания, разрушение перемычек между гнездами;
· Трещины на рубашке охлаждения;
· Износ, риски или раковины на рабочих фасках седел клапанов;
· Износ гнезд под седла клапанов;
· Коробление поверхностей прилегания к блоку цилиндров;
· Износ отверстия в направляющие втулки клапана;
· Срыв или износ резьбы под свечи.
Основные дефекты коленчатого вала:
· Изгиб вала;
· Износ наружной поверхности фланца;
· Биение торцевой поверхности фланца;
· Износ маслосъемных канавок;
· Износ отверстия под подшипник;
· Износ отверстий под болты крепления маховика;
· Износ коренных или шатунных шеек;
· Износ шейки под шестерню и ступицу шкива;
· Износ шпоночной канавки по ширине;
· Увеличение длины передней коренной шейки;
· Увеличение длины шатунных шеек.
Основные дефекты шатуна:
· Изгиб или скручивание;
· Износ отверстия нижней головки;
· Износ отверстия под втулку в верхней головке;
· Износ отверстия во втулке верхней головки;
· Уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головок.
Блок цилиндров.
Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковочными признаками. Однако допускается устранение пробоин постановкой заплат, а трещин - заваркой и заделкой синтетическими материалами с последующей постановкой усиливающих деталей.
На чугунных блоках цилиндров перед сваркой концы трещины заваривают сверлом диаметром 5 мм и затем разделывают по всей длине при помощи шлифовального круга, установленного на пневматической или электрической шлифовальной машине, под углом 90…120o на 4/5 толщины стенки. Заварку ведут после нагрева блока до to 600…650oC ацетил-кислородным пламенем горелкой с мундштуком № 3, используя чугунные прутки диаметром 5 мм и флюсбуру. Шов должен выступать над поверхностью основного металла не более чем на 1,5 мм; руковины и другие включения не допускаются. При охлаждении блока до 450oC сварку останавливают и его вновь нагревают до заданной температуры. По окончании сварки блок медленно охлаждают.
Сварку можно вести и без предварительного подогрева. В этом случае применяют электродуговую сварку с постоянным током обратной полярности в среде аргона на полуавтомате А-547Р (электродная проволока МНЖКТ диаметром 1,2 мм. Давление аргона у сварочной дуги 30…50 кПа, сила тока 125…150 А, напряжение 27…39 В). При применении электродов ПАНЧ-11 полуавтоматическую сварку можно производить без защитного газа.
Трещины без предварительного нагрева блока можно заваривать электродами МНЧ-1, состоящими из проволоки монель и константана 3…4 мм, покрытой фтористо-кальциевой обмазкой (сила тока 130 А, напряжение 30…35 В, твердость направленного металла HB 170). Сварочный шов получается плотным и хорошо обрабатываемым. Рекомендуется применение электродов ОЗЧ-1 и АНЧ-1, но обработка их шва затруднительна. Электроды ЦЧ-3 и ЦЧ-4 применяются для заварки трещин без последующей обработки.
2.5 План операций технологического процесса восстановления агрегата
Для дальнейшего подробного разбора операций технологического процесса были выбраны следующие операции:
Операция: моечная.
Помойте поршня моющим средством Лабомид 203.
Оборудование:
1. Ванна для мойки деталей.
Инструмент:
1. Щетка по металлу.
2. Ветошь.
3. Синтетическое моющее средство Лабомид 203 (100 г)
Уложить поршни в ванну для мойки деталей. Щеткой по металлу очистить поршни от маслянистых загрязнений. Взять чистую сухую ветошь, помыть поршни ветошью с использованием синтетического моющего средства Лабомид 203. Достать поршни из ванны. Протереть поршни чистой сухой ветошью.
Операция: дефектовочная
Проведите дефектовку поршневых пальцев и шатунных подшипников.
Оборудование:
1. Стол дефектовочный.
Инструмент:
1. Микрометр МК.
Внимательно осмотрите нижние и верхние шатунные подшипники. Шатунные подшипники подлежат замене, если на рабочей поверхности, есть отслоения антифрикционного слоя, задиры, риски.
Износ поршневых пальцев определяют визуально - трещины, сколы, риски, осповидные повреждения. И с помощью микрометра - измерением диаметра, овальности и конусности. Пальцы с явными дефектами , шероховатостью поверхности более 0.100 мкм, с износом более 0.05мм на 10 мм диаметра подлежат замене. Измерение пальцев ведут в вертикальной и горизонтальной плоскостях в четырех сечениях.
Операция: замена поршневых колец
Оборудование:
1. Верстак.
2. Тиски.
Инструмент:
1. Приспособление для снятия и установки поршневых колец