Как поставить коленвал на ниву
Справка по размерам моторов ВАЗ классика:
Высота блока цилиндров на классический автомобиль ВАЗ (от оси коленвала до плоскости прокладки головки блока цилиндров):
— 2101, 21011, 2105 = 207,1 допуск -0,15,
— 2103, 2106, 2121, 21033(под 76 бензин для Китая), 2130 (1,8 литра ОПП) = 215,9 допуск -0,15,
— 21213 (на мотре 21214 блок 21213) = 214,58 допуск -0,15.
Толщина стенок цилиндра обычно позволяет увеличить диаметр не более чем на 2-а мм, если водяная рубашка, а точнее диаметр цилиндра смещен относительно рубашки могут возникнуть проблемы.
Ход колена 2101, 2103, 21213:
ход 2101 — 66мм (в обиходе называется низким)
ход 2103 — 80мм
ход 21213 — 80мм (более сбалансирован за счёт более развитых
противовесов, видимо в ущерб весу)
ход 2130 — 82мм
Есть тюненские колена ходом 84,86,88 мм. Но стоят они от 10тысяч
Диаметр поршней на классику
2101 — 76мм
21011,2105 — 79мм
21213 — 82мм
2108 — 82мм (ставились для ездунства на 76 бензе, для экспорта)
Имеется много кованых поршней любого стокового диаметра, а максимум 84мм
Одна из основных геометрических характеристик поршня — компрессионная высота. Она определяется расстоянием от его днища до оси поршневого пальца. Для классического мотора ВАЗ она составляет 38 мм.
Есть поршни с меньшей компрессионной высотой, например поршни ТРТ. Высота составляет 31 мм.
Длины шатунов на классические моторы (какие бывают):
Все шатуны 2101 длинной 136 мм но есть 213 шатун такой же длинны, но там палец прессуется в поршень а не в шатун.
Есть шатуны укороченные на 7мм(как пример: запихать 80ое колено в низкий блок) Есть два вида: укороченные — производятся сразу на 7мм короче(где то на украине делают), и усаженные, то есть берётся стоковый шатун и под нагревом усаживается, делали при совке, но они не очень желательны, и по общему мнению опасны, поскольку в месте усадки обязательно будет напряжение, и может показаться "кулак дружбы"
И так что делаем:
Имеем двигатель 2101 или 21011 объемами 1,2 и 1,3 соответсвенно, что мы можем получить? из 2101 блока мы можем получить объем 1,5 и 1,6 литра, из 21011 блока 1,6 и 1,7. Что для этого нужно?
1. Коленвал 2103 (если где услышите коленвал 2106 или 2121 то имейте ввиду, что в двигателе 2106 стоит КВ 2103, на ниве 2121(!) ставили двигатель 2106), либо 21213 (он будет получше)
2. Шатуны Укороченные, Если увеличиваем объем шатунами то поршни можно оставить родные, все зависит от ресурса мотора, если точим то берем новые поршни)))
3. Поршни (В случае если ставим родные или 213 шатуны)
остальное по мурзилке.
Эффект большого R/S:
ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R / S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана
Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.
Эффект малого R / S :
ЗА:Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R / S.
ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:
1. Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или
нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.
2. Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца отн. оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении "кованных" поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршей.
3. Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80м/с., при шатуне 129 мм.
В итоге, увеличение объема при помощи шатуна 129 мм до 1,5 (1,6) литров, мы получаем R/S — 1.61, что даст мотору тракторность, т.е. эффект малого R/S. При использовании поршней с меньшей компрессионной высотой, мы не меняем значение R/S, т.е. характеристика будет как у 2106 мотора — 1,7. что "близко к золотой середине"
Снимаем маховик и крышку картера сцепления (см. тут).
Отвернув гайку крепления кронштейна трубки к выпускному коллектору (см. тут).
На впрысковом двигателе демонтируем головку блока цилиндров в сборе с ресивером, впускной трубой и выпускным коллектором (см. тут).
На карбюраторном двигателе головку блока цилиндров снимаем в сборе с карбюратором, впускной трубой и выпускным коллектором (см. тут).
Снимаем маслоотделитель системы вентиляции картера, поддон картера и масляный насос (см. соответствующие разделы).
. и снимаем держатель в сборе с сальником.
Вынимаем верхний вкладыш подшипника из головки шатуна.
Аналогичным образом извлекаем поршни с шатунами из других цилиндров.
Зажимаем шатун в тиски с накладками губок из мягкого металла.
Таким же образом снимаем.
Для снятия поршня с шатуна.
Таким же образом вынимаем второе стопорное кольцо пальца.
Сдвинув поршневой палец.
Если некоторые детали шатунно-поршневой группы не повреждены и мало изношены, то могут быть снова использованы. Поэтому при разборке помечаем детали, чтобы установить их в прежний цилиндр.
Таким же образом снимаем еще четыре крышки коренных подшипников.
После разборки двигателя тщательно промываем бензином и очищаем от нагара детали для проверки их технического состояния.
Для определения износа цилиндров.
Схема измерения цилиндров: А и В - направления измерений; 1,2, 3 и 4 - номера поясов
Основные размеры блока цилиндров
Для определения износа юбки поршня.
Микрометром измеряем диаметры.
Допустимые биения основных поверхностей коленчатого вала
Шейки коленчатого вала шлифуем до ближайшего ремонтного размера, если их износ или овальность больше 0,03 мм, а также если на шейках есть задиры и риски.
(читайте также статью "Коленвал - шлифовка или ремонт")
После шлифования шеек коленчатого вала.
. тщательно промыть каналы для удаления остатков абразива и продуть сжатым воздухом.
Шлифовку шеек коленчатого вала, удаление и установку новых заглушек проводим на СТО.
Собираем двигатель в обратной последовательности.
Устанавливаем новые вкладыши подшипников коленчатого вала номинального или ремонтного размера (после шлифовки шеек).
В первую, вторую, четвертую и пятую опоры блока цилиндров устанавливаем верхние вкладыши коренных подшипников с проточками.
Смазываем вкладыши коренных подшипников моторным маслом и укладываем коленчатый вал в опоры.
С передней стороны пятой опоры устанавливаем сталеалюминиевое полукольцо, а с задней стороны – металлокерамическое (желтого цвета).
При этом замки верхнего и нижнего вкладышей каждого коренного подшипника должны быть расположены с одной стороны.
Поршни к цилиндрам подбираются по классам.
Маркировка размерного класса цилиндров на блоке
Стрелка на днище поршня при установке его в цилиндр должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.
При сборке шатунно-поршневой группы необходимо, чтобы поршневой палец, смазанный моторным маслом, входил в отверстие поршня или шатуна с усилием руки и не выпадал из них при вертикальном положении пальца.
Для проверки зазора в замке поршневого кольца вставляем кольцо в цилиндр и выравниваем кольцо днищем поршня.
Смазываем моторным маслом канавки на поршнях.
Устанавливаем на поршни кольца.
Располагаем кольца следующим образом:
замок верхнего компрессионного кольца ориентируем под углом 45° к оси поршневого кольца;
замок нижнего компрессионного кольца — под углом 180° к оси замка верхнего кольца;
замок маслосъемного кольца — под углом 90° к оси замка верхнего компрессионного кольца (стык расширителя располагаем со стороны, противоположной замку).
Перед установкой деталей ШПГ смазываем цилиндры, поршни с кольцами и шатунные вкладыши моторным маслом.
Коленчатый вал автомобильного двигателя, безусловно, является одной из самых нагруженных деталей, работая в условиях знакопеременных нагрузок - сил давления газов, передаваемых через шатуны от поршней при сгорании топлива, и сил инерции при их возвратно-поступательном движении. Все эти условия и вызывают естественный износ. Но на практике чаще всего причиной выхода из строя коленвала является нарушение условий эксплуатации двигателя.
Основные дефекты - задиры шеек, которые приводят к увеличению зазора в подшипнике, перегрев и расплавление вкладышей, которые приводят к тяжелым разрушениям коленвала, а также блока цилиндров и шатунов. Вот эти дефекты на фотографиях (фото 1,2, 3).
Задиры шеек легко устраняются шлифовкой вала на ближайший ремонтный размер. Обычно шаг ремонтных размеров - 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,50 мм, т.е. вал имеет шесть ремонтных размеров. Встречается шаг 0,5; 1,0; 1,5; 2.0 мм, а также 0,75; 1,5; 2,25; 3.0 мм.
(размеры коленвала НИВЫ и его допустимые биения указаны здесь)
По нашему заказу были изготовлены вкладыши межремонтных размеров, т.е. если шаг между ремонтами равен 0,50мм, то мы заказали 0,25мм, тем самым увеличив количество ремонтов. Вал автомобиля КАМАЗ после перешлифовки на размер 1.0 мм требует азотирования или закалки ТВЧ, что в условиях мастерской невыполнимо.
При расплавлении вкладышей ремонт становится более трудоемким. Потребуется не только шлифовка шеек, но и рихтовка вала.
Теперь попробуем разобраться, что такое ремонт коленчатого вала. Проследим, так сказать, путь коленвала по нашей мастерской. Театр, как известно, начинается с вешалки, а мы начнём с поста приемки деталей в работу. Прежде всего, важно наличие грузоподъемного механизма. Наше предприятие специализируется на валах грузовых автомобилей, а у них и вес соответствующий (фото 4).
(Снятие коленатого вала с НИВЫ показано здесь)
После выгрузки вал поступает на магнитный дефектоскоп для выявления трещин. Метод магнитной дефектоскопии довольно прост: через вал пропускается напряжение не более 3 вольт, но с силой тока 1200 - 1500 А. Проходя по проводнику, ток создает магнитное поле. Если присутствует разлом металла (а это и есть трещина, которую мы ищем), появляется разность магнитных полюсов. Одна сторона трещины станет "севером", а другая "югом" магнитной системы. После намагничивания нанесем на вал магнитный порошок, смешанный с дизельным топливом или керосином. Магнитное поле на месте трещины притянет порошок - и трещина как на ладони. Данный метод позволяет выявить трещины шириной менее 1 мкм, даже под слоем наплавленного на шейку вала баббита после расплавления подшипника. Широко применяется данный метод дефектоскопии в машиностроении и ремонте. В железнодорожном депо таким способом дефектуют колесные пары подвижного состава (фото 5-9).
Возникает вопрос: а какие трещины допустимы? Некоторые двигатели отечественного производства допускают работу с трещинами длиной до 7 - 10мм. Руководства по ремонту современных моторов запрещают эксплуатацию вала, если трещины на валу видны в лупу 4-х кратного увеличения. Иногда клиенты просят сделать вал с трещинами, под их ответственность. Делаем, но только валы отечественного производства. Иномарка трещину не простит.
После проверки вал необходимо размагнитить, во избежание остаточной намагниченности. Дефектоскоп мы делали сами. Для удобства оснастили его тельфером.
Итак, вал проверили на трещины, размагнитили, пора проверить прогиб вала и размеры шеек. Раньше прогиб вала мы проверяли, используя поверочную плиту и призмы. Но для определения прогиба вала оказалось достаточно и нашего дефектоскопа. На снимке видно, как происходит предварительная проверка прогиба. Если величина прогиба не превышает половины припуска на шлифовку (для припуска 0.25мм - 0.05. 0.10мм; для припуска 0.50мм - 0.10. 0.15мм), то вал мы не рихтуем, при условии, что максимальное биение имеет средняя коренная шейка, и минимальное биение - у крайних коренных шеек. Если двигатель не "стучал", то прогиб вала
практически отсутствует. В случае расплавления вкладышей, особенно когда вкладыш "приварился" к шейке, прогиб может составлять 1 мм и более (было и 3,5 мм). Такой вал необходимо рихтовать. Если и получится перешлифовать на ремонтный размер, то как быть с посадочными местами шестерён привода распредвала и маслонасоса, мест работы сальников, посадочным местом маховика и отверстием подшипника первичного вала КПП (фото 10, 11)?
Размер шеек вала измеряем микрометром. Сверяем с таблицей размеров, определяем, на какой ремонтный размер будет шлифоваться вал. Далее осматриваем вал на наличие других дефектов: износ мест работы сальников, разрушение посадочных мест шестерён и балансиров, разрушение посадки подшипника КПП, обрыв болтов крепления маховика, целостность шпоночных пазов. Составляем акт приемки вала в ремонт и приступаем к работе. Вал очищен от грязи и устанавливается на станок для шлифовки. Мы используем отечественные станки 3A423 и ЗД4230л, производства Украины, город Дубны. Много идёт дискуссий о данных станках. Называют их по-разному: "динозавр", "мастодонт" и просто "грудой железа". Но при правильной наладке, надлежащем уходе, применении соответствующих СОЖ, станок радует своей отличной работой.
Устанавливаем вал для шлифовки коренных шеек, проверив индикаторным приспособлением биение шеек. При шлифовке рядных шестицилиндровых и некоторых восьмицилиндровых V-образных валов применяем поддерживающий люнет, во избежание прогиба вала под собственным весом и силой давления шлифовального круга. Обязательно при шлифовке контролируем радиус галтели вала. Если нарушить радиус, то неизбежна поломка вала .
При шлифовке шатунных шеек необходимо выдержать два важных параметра: радиус кривошипа и параллельность оси шатунных шеек относительно коренных шеек. Контролируем всё при помощи приспособлений (фото 12, 13, 14).
Места под сальник восстанавливаем установкой колец. Снимаем 1- 1.5мм металла с вала и устанавливаем кольцо методом горячей посадки. Посадочные места шестерён и балансиров можно восстановить наплавкой. Но этот метод не даёт гарантий от нерегламентных разрушений. Восстановление шпоночного паза наплавкой даёт хорошие результаты: малый термоудар, по сравнению с наплавкой шейки. В случае обрыва болтов маховика, необходимо удалить остатки последних, с последующей калибровкой резьбы (пройти метчиком).
Наличие прибора для проверки твердости металла является необходимым. После шлифовки коленвалов на размер более 1 мм от номинального, наблюдается снижение твёрдости, особенно на автомобилях отечественного производства. На валах автомобиля КАМАЗ, при стандартном размере шеек, твердость 54. 58 HRC,после шлифовки на второй ремонт -твёрдость 40..44 HRC. После расплавления подшипника, происходит нагрев коленвала и отпуск шейки ниже допустимого предела (фото 15, 16).
Немного о рихтовке вала. Выпускается много типов гидравлических прессов для рихтовки. На таком прессе невозможно отрихтовать чугунный вал. Да и процесс работы со стальным валом превращается в лотерею: лопнет или нет? Эксплуатируя пресс в течение нескольких лет, и чего скрывать, поломав несколько валов, стали искать другой путь устранения прогиба. Метод чеканки или "метод зубила и кувалды" снял большинство проблем. Суть метода заключается в следующем: находится место, где вал максимально прогнут вниз, и наносится удар зубилом. Это создаёт в материале напряжение сжатия, в результате чего вал распрямляется. Таким способом рихтуются даже чугунные валы, на прессе они ломаются пополам (фото 17).
Полировка шеек и притупление острой фаски масляных каналов производится на шлифстанке. Притупление кромки должно производиться обязательно, во избежание задира вкладыша.
Вот, собственно, и всё. Вал перешлифован, отполирован, острые кромки сняты, вкладышами укомплектован, клиенту рекомендовано проверить постель вала в блоке и в шатунах. Так, а что же такое шлифовка и ремонт? Разные вещи? Нет. Шлифовка - это одна из главных операций в технологической карте РЕМОНТА коленчатого вала, потому что проверка на трещины, проверка прогиба, установка вала на станок, настройка радиуса кривошипа, шлифовка, полировка, притупление кромок - это уже технологический прогресс.
И имя ему - РЕМОНТ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА.
P.S. До сих пор вызывают улыбку слова клиентов: "Мы вал хотим расточить. И блок под вал шлифануть!"
5. Выверните шесть болтов 1 и снимите сальникодержатель 2 с запрессованным в него задним сальником 3 коленчатого вала. Снимите прокладку сальникодержателя.
6. Если не нужно вынимать поршни из цилиндров, можно не снимать головку блока, достаточно отвернуть гайки 3 шатунных болтов, снять крышки 5 шатунов и осторожно продвинуть поршни в цилиндры. Выверните болты 1 и снимите крышки 6 коренных подшипников. Если крышки сидят плотно, сбейте их несильными ударами молотка. Выньте верхние полукольца 4 упорного подшипника. Выньте коленчатый вал 2 с шестерней и втулкой 7 в сборе.
Крышки коренных подшипников обрабатывают совместно с блоком цилиндров, поэтому они невзаимозаменяемы и обезличивать их при снятии запрещено.
7. Выньте из постелей коренных подшипников и крышек вкладыши и нижние полукольца упорного подшипника.
10. Выверните пробки, промойте бензином и продуйте сжатым воздухом масляные каналы коленчатого вала. Заверните пробки и затяните их моментом 38–42 Н·м (3,8–4,2 кгс·м).
11. Если на коренных и шатунных шейках имеются незначительные задиры или овальность шеек превышает 0,01 мм, их следует прошлифовать под ремонтный размер. После шлифования отполируйте шейки. Шлифовать шейки вала нужно под один из ремонтных размеров, указанных в табл. 5.5. Острые кромки фасок масляных каналов притупите абразивным конусом. Затем промойте коленчатый вал с прошлифованными шейками и продуйте сжатым воздухом масляные каналы. После шлифования шеек коленчатого вала нужно установить вкладыши коренных и шатунных подшипников соответствующего ремонтного размера.
Таблица 5.5 Номинальные и предельно допустимые размеры и посадка сопрягаемых деталей коленчатого вала двигателя мод. ЗМЗ-409.10
12. Осмотрите вкладыши коренных подшипников. Если на них есть задиры, отслоения и другие дефекты, замените вкладыши.
13. Осмотрите маховик. Если повреждены зубья венца маховика, есть задиры и другие дефекты на поверхности, прилегающей к ведомому диску сцепления, замените маховик. Если на маховике появились трещины, его также надо заменить.
14. В маховик запрессован подшипник закрытого типа, выполняющий функцию опоры носка первичного вала коробки передач. Осмотрите подшипник, при обнаружении дефектов (большой люфт, заедание и пр.) замените подшипник.
17. Осмотрите передний и задний сальники коленчатого вала в передней крышке блока цилиндров и сальникодержателе. На них не должно быть повреждений (надрывов, износа рабочей кромки и др.). Поврежденные сальники замените: выньте с помощью отвертки старый сальник и запрессуйте новый. При этом старый сальник можно использовать как оправку.
При большом пробеге автомобиля рекомендуется при разборке двигателя заменить оба сальника независимо от их состояния.
18. Измерьте диаметры коренных и шатунных шеек коленчатого вала. Если диаметры шатунных шеек меньше 55,92 мм, а коренных шеек меньше 61,92 мм, нужно прошлифовать шейки под ремонтный размер.
Шлифовать нужно все коренные или шатунные шейки, даже если только одна шейка меньше указанного предельно допустимого размера.
19. Проверьте зазоры между вкладышами коренных подшипников и шейками коленчатого вала. Зазор должен быть в пределах 0,019–0,073 мм. Зазоры можно рассчитать, измерив диаметры шеек коленчатого вала и отверстий в коренных подшипниках с установленными вкладышами или воспользовавшись калиброванной пластмассовой проволокой. Измеряют зазоры в следующем порядке:
– установите крышки коренных подшипников с установленными в них вкладышами, заверните болты крепления крышек и затяните моментом 100 Н·м (10,0 кгс·м). При этом не проворачивайте коленчатый вал;
– снимите крышки коренных подшипников и по сплющиванию проволоки определите зазор по шкале, нанесенной на упаковку проволоки.
– верхние полукольца упорного подшипника устанавливают в проточки постели 3-го коренного подшипника антифрикционным слоем к щеке коленчатого вала, нижние — вместе с крышкой, при этом усики полуколец должны войти в проточки крышки;
– перед установкой смажьте чистым моторным маслом коренные и шатунные шейки коленчатого вала, вкладыши коренных подшипников и полукольца упорного подшипника;
Читайте также: