Что входит в поршневую группу двигателя?
Судовые двигатели
Поршневая группа состоит из поршня в сборе, уплотнительных и маслосъемных колец, поршневого пальца. По конструктивным признакам различают поршни тронковые, для двигателей крейцкопфного типа и двустороннего действия. Тронковые поршни соединяются с шатуном поршневым пальцем. Для обеспечения газонепроницаемости полостей цилиндра поршень снабжают уплотнительными кольцами, а для предотвращения попадания масла в камеру сгорания — маслосъемными кольцами. Материалом для поршней служит чугун марок СЧ24-44 и СЧ28-48 и сталь. Поршни небольшого диаметра быстроходных двигателей можно изготовлять из алюминиевых сплавов (АЛ1, АЛ2, АК2, АК4). Такие поршни имеют малый вес и небольшие температурные напряжения в днище; недостатки поршней — незначительная износостойкость и большой коэффициент теплового линейного расширения.
Поршень (рис. 139) состоит из нижней направляющей части — тройка или юбки 1 и верхней части — головки поршня 3 с поршневыми кольцами 2. Конфигурация камеры сгорания двигателя, тип продувки, расположение в крышке клапанов и форсунки определяют форму днища поршня 4. Днище поршня может иметь вогнутую, двояковогнутую, выпуклую и другую формы. Некоторые формы днищ поршней показаны на рис. 140. При диаметре поршня более 400 мм головку поршня выполняют съемной. Разъемная конструкция позволяет уменьшить стоимость поршня, так как только головку изготовляют из дорогостоящего жаропрочного материала, и облегчает ремонт поршня. Головку крепят к тройку болтами или шпильками.
В некоторых конструкциях поршня внутреннюю поверхность днища для предохранения от нагарообразования и защиты головного подшипника от теплового излучения закрывают мембраной; для увеличения жесткости днище снизу подкрепляют ребрами, которые одновременно улучшают его охлаждение.
Поршневой палец 1 (рис. 141) размещен в приливах (бобышках) 2 и фиксируется от осевого смещения пружинными кольцами 3 . Пальцы закрепляются стопорным болтом 6 либо свободно вращаются — пальцы плавающего типа. Пальцы плавающего типа более распространены у быстроходных двигателей. Бронзовые втулки 4, запрессованные в бобышки чугунного поршня, являются подшипниками для поршневого пальца плавающего типа. Пальцы изготовляют из малоуглеродистой стали 15 или 20 с последующей цементацией и шлифованием или из легированной стали 15ХМА, 12МХ2А, 18ХНМА, 20Х и др. с последующей закалкой. В некоторых конструкциях поршней с целью предотвращения соприкосновения пальца с зеркалом цилиндра ставят алюминиевые заглушки 5 грибовидной формы.
Поршневые кольца располагают в канавках, проточенных в теле поршня. Поршневые кольца делятся на уплотнительные и маслосъемные. Уплотнительные кольца 2 (см. рис. 139) обеспечивают плотность поршня в цилиндре, предотвращают прорыв газов в картер двигателя и способствуют отводу тепла от головки поршня через втулку цилиндра охлаждающей воде. Маслосъемные кольца 6 и 7 (см. рис. 139) служат для удаления излишнего масла с зеркала цилиндра, что уменьшает нагарообразование в цилиндре, и не допускают проникновения масла в камеру сгорания. Материалом для изготовления колец служит чугун СЧ24-44, реже сталь. Кольца изготовляют самопружинящими с разрезом-замком, обеспечивающим заводку кольца в канавку поршня и возможность теплового расширения кольца. Число уплотнительных колец шесть—три, маслосъемных три—одно. Уплотнительные кольца, как правило, прямоугольного сечения, рабочая поверхность кольца и поверхность зеркала цилиндра параллельны.
Что следует учитывать, изменяя размеры шеек коленвалов?
Шейки у коленчатого вала бывают двух типов – опорные и шатунные. Последние, как ясно из названия, предназначены для того, чтобы на колена передавались поступательные движения шатуна, преображаясь, таким образом, в крутящий момент. По сути, получается принцип колодезного ворота, точнее, его изогнутой ручки, по отношению к которой человеческое предплечье может считаться шатуном. В стандартном двигателе размеры шеек коленвалов соответствуют 47.8 миллиметрам. Логично, что и подшипники, и кольца шатунов также подогнаны под этот размер. Однако спортивный тип коленвалов является исключением, у него шейки имеют диаметр всего 43 миллиметра, а значит, он требует специальных вкладышей для подшипников и установку соответствующих шатунов.
Но вернемся к шейкам и их дефектам. При наличии таковых ремонт может осуществляться до 4 раз путем шлифовки, как уже было сказано выше. Соответственно, прежде чем изменять ремонтные размеры шеек коленчатых валов, внимательно замерьте деталь и выясните, до какой степени могут произойти ее изменения, после чего заранее приобретите вкладыши с новыми размерами. Определить степень износа можно по зазору между шейкой и подшипником, который, достигая 0.07-0.09 миллиметров, грозит снижением давления масла и шумами во время работы ДВС, а будучи менее 0.03 миллиметра может стать причиной описанных выше задиров.
Как проверить прогорели клапана или нет без снятия ГБЦ
При падении компрессии в одном или нескольких цилиндрах стоит задуматься о том, как проверить исправность клапанов – прогорели или нет. О том, почему прогорают клапаны, можно прочитать здесь. Аналогичная картина может быть следствием прогара поршня или компрессионных колец, пробоя прокладки ГБЦ, трещины в блоке цилиндров в результате ДТП и т. д. Безразборная проверка исправности клапанного механизма позволяет установить конкретную причину потери компрессии. Сделать такую проверку можно четырьмя способами, описанными ниже.
Проверка клапанов без снятия ГБЦ проводится в первую очередь для подтверждения или исключения их повреждения. Некоторые способы могут указать и на иные причины снижения компрессии. При этом следует учитывать, что безразборная диагностика клапанного механизма может не позволить выявить незначительные дефекты цилиндропоршневой и клапанной групп на ранней стадии.
Проверка клапанов без разборки двигателя по состоянию свечей
Свеча покрыта маслянистым нагаром — явный признак повреждения поршня
Суть метода состоит в визуальном осмотре свечи зажигания, извлеченной из цилиндра с низкой компрессией. Электроды и резьбовая часть сухие – прогорел клапан, если они замаслены или покрыты темным маслянистым нагаром – поврежден поршень или изношены компрессионные либо маслосъемные кольца. Внутренняя часть свечи может быть в масле и из-за повреждения сальников клапанов, однако в этом случае загрязнены будут все свечи, а не только находящаяся в проблемном цилиндре. О диагностике двигателей по цвету нагара на свечах подробно рассказано в отдельной статье.
Особенности: способ подходит только для бензиновых двигателей, ввиду отсутствия в дизельных моторах свечей зажигания.
Как проверить состояние клапанов с помощью банкноты или бумаги
Способ проверки прогоревших клапанов с помощью бумаги: видео
Легко и быстро проверить состояние клапанов при условии, что система питания и зажигания исправны, поможет банкнота или небольшой лист плотной бумаги, который следует держать на расстоянии 3–5 см от выходного отверстия выхлопной трубы. Двигатель при этом должен быть прогрет и запущен.
В исправном автомобиле бумажный лист будет постоянно равномерно вибрировать, периодически отодвигаясь от выхлопа под действием выходящих отработанных газов и снова возвращаясь в первоначальное положение. Если лист периодически засасывает в выхлопную трубу – вероятно прогорел или пропускает один из клапанов. О том, на что указывают следы на листе бумаги или их отсутствие при такой проверке, рассказывает статья о проверке автомобиля при покупке с рук.
Этот экспресс-метод не очень точный и подходит для первичной диагностики состояния механизма газораспределения в полевых условиях, например, при покупке б/у автомобиля. Он не позволяет определить, в каком именно цилиндре проблема, плохо подходит для автомобилей с катализатором и не работает, если система выхлопа негерметична, например, прогорел глушитель.
Экспресс-проверка при помощи моторного масла и щупа
Этот способ проверки клапанов без снятия ГБЦ основан на исключении проблем с поршневой группой. Прогар поршня можно обнаружить контактным методом при помощи щупа, погружаемого в цилиндр через свечное отверстие. Проблемы с кольцами или выработкой стенок исключаются путём заливки масла в цилиндр с низкой компрессией через то же отверстие, установки свечи на место и запуска двигателя. Если после этого давление вырастет – проблема не в клапанах: залитое масло заполняет зазор между поршнем и стенками цилиндра, через который и уходили газы.
Метод является косвенным. Точно исключается лишь проблема с кольцами, так как щупом небольшие повреждения поршня выявить сложно, кроме того, остается непроверенным вариант с пробитой прокладкой ГБЦ.
Проверка клапанов без снятия головки с помощью эндоскопа
Проверка клапанов и цилиндров эндоскопом
Эндоскоп позволяет провести диагностику клапанов и цилиндров без разборки мотора при помощи визуального осмотра. Чтобы осмотреть клапаны, потребуется прибор с гибкой головкой либо насадка с зеркалом.
Достоинство метода в возможности не только подтвердить наличие конкретного дефекта, но и определить какой клапан прогорел – впускной или выпускной. Для этого достаточно даже недорогого эндоскопа стоимостью от 500 рублей. Примерно столько же стоит осмотр цилиндров с помощью профессионального прибора на СТО.
Способ хорош только для выявления явных дефектов – трещин или сколов тарелки клапана. Неплотное прилегание к седлу чаще всего выявить визуально сложно.
Дизельные двигатели грузовых автомобилей и тракторов. Запасные части, регулировки и ремонт.
________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Дизельный двигатель ММЗ Д-245
Дизельный двигатель (дизель) Д-245 ММЗ и его модификации, устанавливаемые на автомобили ЗИЛ-5301 Бычок, ГАЗ-3309, МАЗ-4370 Зубренок, представляют собой 4-х тактный поршневой четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с рядным вертикальным расположением цилиндров, непосредственным впрыском дизельного топлива и воспламенением от сжатия. Основными сборочными единицами дизеля являются: блок цилиндров, головка цилиндров, поршни, шатуны, коленчатый вал и маховик. Для обеспечения высоких технико-экономических показателей двигателя в системе впуска применен турбонаддув с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Использование в устройстве наддува турбокомпрессора с регулируемым давлением наддува позволяет иметь на дизеле улучшенную приемистость, обеспеченную повышенными значениями крутящего момента при низких значениях частоты вращения коленчатого вала и высокий уровень соответствия требованиям к содержанию вредных выбросов в отработавших газах. Устройство и запасные части двигателя Д-245 автомобилей ЗИЛ-5301 Бычок, ГАЗ-3309, МАЗ-4370 Зубренок Блок цилиндров и коленвал Д-245
Газораспределение и клапаны Д-245
Система смазки Д-245
Топливная система Д-245
ТНВД Д-245
Система охлаждения Д-245 Технические параметры и рабочие характеристики дизельного двигателя Д-245 Изготовитель — ММЗ (Минский моторный завод) Тип — 4-х тактный, рядный с турбонаддувом Число цилиндров, шт — 4 Способ смесеобразования — Непосредственный впрыск топлива Степень сжатия (расчетная) — 15,1±1 Диаметр цилиндра, мм — 110 Ход поршня, мм — 125 Рабочий объем, л — 4,75 Порядок работы — 1-3-4-2 Система охлаждения — жидкостная Номинальная частота вращения, об/мин — 2200 Мощность номинальная, кВт — 77+4 Максимальный крутящий момент, Нм — 385,5 Удельный расход топлива, г/кВтч — 236 Зазор между впускным клапаном и коромыслом на холодном дизеле, мм — 0,25…0,30 Система питания дизеля Д-245 Топливный насос Тип: четырехплунжерный, рядный, с подкачивающим насосом 4УТНИ-Т Регулятор: механический центробежный, всережимный, прямого действия, с автоматическим увеличением подачи топлива при пуске дизеля. Давление начала впрыска топлива — 21,6+0,8МПа (220+8 кгс/см2) Форсунки: ФДМ-22 17.1112010-01
Воздухоочиститель Комбинированный: моноциклон (сухая центробежная очистка) и воздухоочиститель с масляной ванной
Турбокомпрессор: центростремительная радиальная турбина на одном валу с центробежным компрессором. Система охлаждения
Тип: Жидкостная, закрытая с принудительной циркуляцией жидкости, контролем температуры термостатом и шторкой радиатора, управляемой с места оператора. Нормальная рабочая температура от 80С до 95С. Емкость системы охлаждения 19 л. Охлаждающая жидкость ОЖ-40; ОЖ-65; Тосол А40М; Тосол А65М. Система смазки
Тип: комбинированная, с жидкостномасляным теплообменником (ЖМТ). Очистка масла: центробежный масляный и сетчатый фильтр предварительной очистки масла. Минимальное давление масла: 0,08 МПа (0,8 кгс/см2) при 600 об/мин. Рабочее давление 0,2…0,3 МПа (2…3 кгс/см2). Максимальное давление на холодном дизеле: до 0,6 МПа (6 кгс/см2). Емкость системы смазки – 15 л. Система пуска двигателя
Электростартерная, 24 В, номинальной мощности 4,0 кВт. Генератор — Переменного тока, номинального напряжения 14 В, мощностью 1150 Вт.
Как правильно установить поршневые кольца 402 двигатель
Здравствуйте Уважаемые друзья! Продолжая, капитальный ремонт двигателя, мы с Вами в этой статье разберемся с поршневыми кольцами. Да, мы посветим поршневым кольцам целую статью, потому что поршневые кольцо это один из важнейших деталей двигателя. Давайте разберемся чем чревато изнашивание поршневых колец. Упругость поршневых компрессионных колец, сжатых стальной лентой до зазора в стыке 0,4 мм, должна быть 17,5 — 25,0 Н. С увеличением изнашивания нарушается правильная геометрическая форма гильз цилиндров, увеличиваются зазоры в стыках колец, зазоры между кольцами и кольцевыми канавками в поршне; упругость колец сильно падает. Все это приводит к нарушению их герметизирующих свойств. С увеличением изнашивания возрастает и количество газов, проникающих в картер двигателя, начинается повышенный расход масла.
А вот основной причиной, определяющей необходимость замены поршней, является износ канавок под поршневые кольца. Увеличенный зазор между канавкой и кольцом способствует интенсивному перекачиванию масла в надпоршневое пространство. При больших изнашиваниях поршневых канавок замена одних только колец не даст положительных результатов, поэтому, если зазоры между торцом кольца и канавкой в поршне больше 0,15 мм, заменяют поршни и кольца новыми. Поршни заменяют с подбором по гильзам (если, конечно, Вы не меняете всю поршневую группу), в которых они будут работать. Подбирают поршни по усилию протягивания ленты-щупа толщиной 0,05 мм, шириной 10 мм и длиной 250 мм между поршнем и гильзой.
Подбор поршней по гильзам.
Ленту-щуп закладывают между гильзой и поршнем со стороны, противоположной прорези на юбке поршня по всей его длине. Усилие при протягивании ленты-щупа должно быть 35— 45 Н для новых гильз и поршней и 20 — 30 Н для гильз и поршней, бывших в употреблении. Подбирают поршни обязательно без поршневых пальцев при нормальной комнатной температуре (+20 °С). Если по каким-либо причинам подбор приходится делать при температуре, отличной от комнатной, то усилие протягивания ленты должно быть ближе к верхнему пределу при температуре выше 20 °С и ближе к нижнему пределу при температуре ниже 20 °С. После подбора поршни маркируют в соответствии с номерами цилиндров, к которым они подобраны.
Если Вы ставите уже всю поршневую группу, новую, то конечно же будет легче. Но все же я Вам рекомендую ставьте поршень со своей гильзой как были упакованы. Поршневые кольца тоже нужно будет подобрать и проверить. Поочередно устанавливаем кольца в цилиндр на глубину 20–30 мм и щупом измеряем зазоры. Компрессионные кольца должны иметь зазор в замке 0,3–0,6 мм, маслосъемные — 0,3–1,0 мм.
Проверка зазора в стыках поршневых колец.
Если Вы ставите, поршневую группу, бывшие в употреблении, то нужно обязательно померить нутромером не изношены ли гильзы, согласно таблице. Нужно будет проверить еще зазоры между торцами и стенками поршневых канавок при помощи новых поршневых колец. Зазор проверяем в нескольких точках по окружности поршня. Величина бокового зазора для компрессионных колец должна быть 0,050–0,082 мм, для сборного маслосъемного кольца 0,135–0,335 мм.
Проверяем зазоры колец в поршневых канавках.
Теперь же нужно будет все кольца надеть на свои места в поршневых канавках. Обычно на упаковке, поршневых колец, производитель показывает в какой последовательности надевать поршневые кольца. Если же окажется, что инструкции нет, то нужно будет проделать следующее:
- Надеваем кольца на поршень, начиная с маслосъемного кольца;
- Раскрыв замок расширителя маслосъемного кольца, устанавливаем его в нижнюю канавку кольца, после чего сводим концы расширителя;
Надеваем на расширитель маслосъемное кольцо, надписью к днищу поршня, угол между замками расширителя и кольца — 45 градусов;
Устанавливаем нижнее компрессионное кольцо, надписью и фаской с внутренней стороны кольца, так же к днищу поршня;
И наконец, устанавливаем верхнее компрессионное кольцо.
Нужно знать что для авторемонтного производства выпускают поршни номинального и трех ремонтных размеров. Для обеспечения подбора по гильзам поршни рассортированы на пять размерных групп, которые обозначены буквами русского алфавита. Обозначение размерной группы выбито на днище поршня. Размерные группы поршней номинального и ремонтного размеров, а также их обозначения приведены в таблице 1.
Таблица 1. Размерные группы поршней номинального и
ремонтного размеров и их обозначения
Источник
Шатун
Шатун соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала и, преобразуя возвратно-поступательное движение поршневой группы во вращательное движение коленчатого вала, совершает сложное движение, подвергаясь при этом действию знакопеременных ударных нагрузок. Шатун состоит из трех конструктивных элементов: стержня 2, верхней (поршневой) головки 1 и нижней (кривошипной) головки 3. Стержень шатуна обычно имеет двутавровое сечение. В верхнюю головку для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку 6 с отверстием для подвода масла к трущимся поверхностям. Нижнюю головку шатуна для обеспечения возможности сборки с коленчатым валом выполняют разъемной. У бензиновых двигателей разъем головки обычно расположен под углом 90° к оси шатуна. У дизелей нижняя головка шатуна 7, как правило, имеет косой разъем. Крышка 4 нижней головки крепится к шатуну двумя шатунными болтами, точно подогнанными к отверстиям в шатуне и крышке для обеспечения высокой точности сборки. Чтобы крепление не ослабло, гайки болтов стопорят шплинтами, стопорными шайбами или контргайками. Отверстие в нижней головке растачивают в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов не могут быть взаимозаменяемыми.
Для уменьшения трения в соединении шатуна с коленчатым валом и облегчения ремонта двигателя в нижнюю головку шатуна устанавливают шатунный подшипник, который выполнен в виде двух тонкостенных стальных вкладышей 5, залитых антифрикционным сплавом. Внутренняя поверхность вкладышей точно подогнана к шейкам коленчатого вала. Для фиксации вкладышей относительно головки они имеют отогнутые усики, входящие в соответствующие пазы головки. Подвод масла к трущимся поверхностям обеспечивают кольцевые проточки и отверстия во вкладышах.
Для обеспечения хорошей уравновешенности деталей кривошипно-шатунного механизма шатунные группы одного двигателя (как и поршневые) должны иметь одинаковую массу с соответствующим ее распределением между верхней и нижней головками шатуна.
В V-образных двигателях иногда используются сочлененные шатунные узлы, состоящие из спаренных шатунов. Основной шатун 8, имеющий обычную конструкцию, соединен с поршнем одного ряда. Вспомогательный прицепной шатун, соединенный верхней головкой с поршнем другого ряда, нижней головкой шарнирно крепится с помощью пальца к нижней головке основного шатуна.
Особенности новой силовой установки
Блок отливался из чугуна, что давало хороший запас прочности. Типичное техническое решение – верхнее расположение распределительного вала. Это позволяло вместить высокий блок в небольшие размеры капотного пространства. Модель 2108 претендовала на сниженный коэффициент аэродинамического сопротивления. Мотор имел ремень ГРМ, который достаточно легко менялся самим владельцем.
На размеры повлияли уменьшенные шатуны, длина клапанов, и удобное расположение водяного насоса. А масляный насос и вовсе располагался прямо на концевике коленвала. Камера сгорания оригинальной формы и степенью сжатия 9,9 обеспечивает неплохую экономичность. Геометрия уменьшает сопротивление движению топливовоздушной смеси. Хонинговка выполнена по образцу лучших автомобилей тех лет. Примером послужил мотор «Порше».
Производитель установил для двигателя ВАЗ 2108 объемом 1300 см³, ресурс 120 тысяч км. Однако, при нормальном уходе, срок службы можно было продлить. У хорошего хозяина, межремонтный пробег ДВС ВАЗ 2108 мог достигать невиданных для отечественного автопрома 200 тысяч км.
Неизвестно, виноваты ли в этом инженеры «Порше», но мотор был очень чувствителен к качеству бензина. Заливая более дешевый 92-й, хозяин ВАЗ 2108 мог запросто «запороть» блок двигателя постоянными детонациями. Зато на качественном девяносто пятом (раннее АИ-93), мотор тянул легкую восьмерку как пушинку.
Базовая модель мотора для ВАЗ 2108 получилась настолько надежной и живучей, что сегодня можно встретить экземпляры 1985 года в отличном состоянии.
Технические характеристики и устройство двигателя 1300 см³
- точный объем 1289 см³
- блок 4 цилиндра, диаметр 76 мм, ход поршня 71 мм
- используемое топливо бензин А-95 (АИ-93)
- одновальный верхнеклапанный механизм
- мощность 47,8 kWt или 65 л.с.
- средний расход бензина 8,5 л/100 км
- масса двигателя без навесного оборудования 92 кг
- комплектный мотор весит 127 кг
Блок цилиндров и коленчатый вал – чугунные. Через сквозные отверстия функционирует система смазки. Маховик одномассовый, имеет большой вес, как для мотора такого размера. Шатуны, пальцы простой конструкции, изготовлены из стали. Эта модель, благодаря запасу прочности, часто применяется в спортивных версиях. Стенки блока цилиндров стальные, поршни отлиты из алюминия.
Конструкция мотора этой модели изображена на иллюстрации: