Расположение замков шатунных вкладышей ваз
Когда приходит время собирать двигатель, особенно V-образный, правильная взаимная установка поршней и шатунов, а также по отношению к блоку цилиндров и коленчатому валу, может поставить в тупик многих мотористов. Этой статьей мы постараемся им помочь.
Как правильно устанавливать поршни на шатуны?
Если вы собираете V-образной двигатель, то следует иметь в виду: если нижняя головка шатуна имеет с одной стороны более широкую фаску, то она должна быть обращена к галтели (закруглению) шатунной шейки коленчатого вала.
Если же на нижней головке шатуна отсутствуют фаски с обеих сторон, то вкладыш должен быть смещен от галтели шатунной шейки, чтобы его край не попал на закругление.
Сквозные отверстия в верхней и нижней головках шатуна
Часто шатун имеет на нижней головке сквозное отверстие, которое нужно для смазки стенки цилиндра. Эти отверстия предназначены не для смазывания распределительного вала, как полагают некоторые.
Бывает, что отверстие расположено только с одной стороны нижней головки шатуна. Подобные шатуны надо устанавливать так, чтобы отверстие в нижней головке было обращено в сторону распределительного вала (в сторону развала блока цилиндров).
Отверстие в верхней головке шатуна (будь оно сверху или под сбоку – углом) служит для смазки поршневого пальца. Поэтому его ориентация в двигателе роли не играет.
Рис. 1 Если в V-образном двигателе на одну шатунную шейку коленчатого вала монтируют два шатуна, то сторона нижней головки шатуна с более узкой фаской должна быть обращена к соседнему шатуну…
Рис. 2 … в этом случае бОльшая фаска на нижней головке шатуна оказывается обращенной в сторону галтели шатунной шейки коленчатого вала.
Crush Height Each Half Bearing - выступание вкладышей над плоскостью разъема
Bearing - вкладыш
Cap - крышка нижней головки шатуна
Radial Pressure - радиальное усилие
Смещение шатуна
Если есть какие-то сомнения, то при монтаже обратите внимание, что верхняя головка шатуна центрируется по поршню – в бобышках под палец.
На двигателе с обратным вращением – когда коленвал вращается против часовой стрелки, если смотреть с передней части двигателя – шатуны обычно устанавливаются так же, как и в обычном моторе, коленвал которого вращается по часовой стрелке. То есть, бОльшая фаска нижней головки шатуна все равно будет обращена к галтели шатунной шейки.
В двигателе с обратным вращением давление на стенку цилиндра от поршня направлено в другую сторону: со стороны выхлопа – слева и со стороны впуска – справа. Если поршни симметричны (т. е. не имеют смещенного пальца), то их ориентация зависит только от цековок под клапанные тарелки на днище – они должны быть сориентированы в соответствии с положением клапанов.
Конструкция юбки поршня
Форма, площадь и масса юбки поршня играют важную роль в потерях на трение и стабилизации поршня при перекладке в верхней и нижней мертвых точках. Здесь мы покажем роль нагруженных и ненагруженных сторон поршня и разработку асимметричных юбок, предназначенных преимущественно для снижения веса.
Левая и правая стороны поршня при работе двигателя нагружены по-разному. Поэтому конструкция юбки поршня играет важную роль в распределении воспринимаемых нагрузок – с точки зрения прочности и веса поршня.
Менее нагруженная сторона юбки воспринимает усилие на такте сжатия. Эта разница в нагрузках обусловлена положением, углом между шатуном и поршнем, при его перемещении.
За весь рабочий цикл разница в нагрузке на разные стороны юбки поршня различается в десять раз! Причем, нагрузка на юбку поршня может варьироваться в зависимости от хода поршня, длины шатуна и максимального давления в цилиндре.
Поэтому асимметричные поршни должны быть специальными – для левого и правого ряда цилиндров. На днище поршня в таком случае наносятся стрелки или иные метки, указывающие на переднюю часть двигателя.
Рис. 9 На этом фото показаны асимметричные поршни для левого и правого рядов цилиндров V-образного двигателя. Их особенностью является расширенная часть юбки поршня на нагруженной стороне и зауженная – на стороне с меньшей нагрузкой.
Нагруженная сторона юбки поршня
Когда поршень движется вниз на такте расширения, он испытывает значительное сопротивление, пытаясь провернуть коленчатый вал. С ростом нагрузки увеличивается и сопротивление. При этом нагруженная сторона юбки поршня воспринимает боковое давление, которое увеличивает нагрузку (с ростом трения и износа) на соответствующей стороне стенки цилиндра.
Ненагруженная сторона юбки поршня
Эта часть юбки поршня противоположна нагруженной стороне. Она работает, когда поршень движется вверх на такте сжатия, из-за сопротивления, создаваемого сжимаемой топливно-воздушной смесью. Основная ее задача, в том, чтобы обеспечить стабильность поршня при движении в цилиндре. Поэтому эта часть юбки может быть поуже, для экономии веса.
Так что, для точной настройки в распределении этих сил между разными сторонами юбки были разработаны асимметричные поршни, которые имеют более широкую юбку на нагруженной стороне и зауженную юбку с противоположной стороны. Это обеспечивает оптимальное распределение нагрузок на юбку поршня, одновременно снижая массу поршня.
Еще одним преимуществом подобных поршней является улучшение условий работы поршневых колец. Но, в основном, подобная конструкция юбки, в сочетании со слегка смещенным пальцем, позволяет существенно снизить потери на трение.
Рис. 11 Из этой схемы видно, как определить нагруженную и ненагруженную стороны юбки поршня.
Thrust Load - действие боковой силы
Minor Thrust Side - ненагруженная сторона цилиндра
Major Thrust Side - нагруженная сторона цилиндра
Красная изогнутая стрелка - направление вращения коленчатого вала
Рис. 12 На этом фото хорошо видно, как различается ширина юбки поршня на нагруженной (слева) и ненагруженной (справа) сторонах поршня.
Рис. 13 Компьютерное моделирование показывает, как распределяются механические нагрузки в поршне, возникающие при работе двигателя на частичных нагрузках. (Чем темнее цвета – тем меньше нагрузка, а чем ярче – тем больше).
Рис. 14 А на этой схеме видно, как нагружен поршень сразу после воспламенения смеси.
Рис. 15 Здесь поршень показан снизу. На этой схеме хорошо видно, что во время рабочего хода наиболее нагружены верхние части отверстий под поршневой палец (они выделены красным цветом) и элементы юбки поршня, непосредственно примыкающие к ним.
Рис. 16 Тонкий слой антифрикционного покрытия (темного цвета) на юбке поршня помогает удерживать масло и снижает трение между поршнем и цилиндром – особенно при холодном запуске мотора.
Смещение пальца
Опять же, ссылаясь на опыт компании JE Pistons, асимметричный поршень позволяет сделать поршневые пальцы короче, жестче и легче (примерно на 10 грамм).
Заключение
Надеемся, эта статья поможет вам лучше ориентироваться в тонкостях сборки двигателя. Помните, что лучше всего пометить поршни и шатуны перед разборкой. Грамотные ответы на ваши вопросы и помощь в технических проблемах с двигателями – наша главная задача.
Продолжаю собирать мотор есть несколько вопросов по блоку.
Исходные данные:
Блок новый маркировка 21083, отверстие под датчик уровня масла, маслофорсунки, болты ГБЦ М10.
Коленвал стандарт 2108 прошлифован покругу в 0.25, отбаллансирован с маховиком, корзиной и передним шкивом.
Шатуны стандарт с фиксированным пальцем.
1. Из трех комплектов шатунов выбрал один годный. Шатуны старого образца с отверстием под выход масла.
Вкладыши имею 2 комплекта один с отверстием (старинные запасы), второй без отверстий. Ввиду присутствия маслофорсунок, не вижу надобности использовать отверстия в шатунах — достаточно ли просто поставить вкладыши без отверстий? В интернете нашел одну запись:
"Когда двигатель разбирается впервые, например выполняя на автомобиле ваз 2106 ремонт, то вкладыш будет либо со сверлением в средней части, либо без такового, если в шатуне нет отверстия под выброс масла.
Вопрос со сверлением разберем на примере шатунов автомобилей ВАЗ. Так до 1990 года в нижней головке шатунов моторов ВАЗ имелось отверстие для подачи масла и заводские испытатели и спортсмены заметили, что шатунные вкладыши подвержены интенсивному износу. Это собственно было объяснимо, так как на соревнованиях спортсмены выжимали из моторов максимум в борьбе за зачетные секунды.
В реальных условиях в моторах происходило следующее. В шатунной шейке коленчатого вала имеется отверстие для подачи масла к вкладышу и когда при прокручивании вала это отверстие совпадало с отверстием в шатунном вкладыше и шатуне, то происходил выброс масла в цилиндр. При этом происходило кратковременное падение давления в паре шейка-вкладыш, что вело к интенсивному их износу, особенно износу вкладыша.
Спортсмены пошли на эксперимент и стали перед соревнованием глушить с помощью свинцовой дробинки отверстия в шатунах, а затем и заваривать, дабы избежать сброса давления. После гонки моторы разобрались, и результат был в пользу спортсменов – вкладыши были в отличном состоянии, а также не было замечено какого либо масляного голодания в районе пары — юбка поршня/ стенка цилиндра. Завод учел все доработки спортсменов и с 1990 года вазовские шатуны стали выпускаться без сверления, как и шатунные вкладыши к ним. "
В другой статье было написано про само отверстие:
Однако здесь нужно учитывать тот факт, что если на шатунах до 1990 года выпуска есть отверстие, то отверстие необходимо сделать и в вкладышах шатунов. В противном случае под вкладышем в районе сверления в шатуне будет микро пустота и со временем на вкладыше могут появиться микротрещины, что послужит началом разрушения вкладыша.
2. Про ориентацию замков шатунов.
Мое видение — все вперед, к радиатору (замки в блоке с противоположной стороны).
Опять в интернете в ВАЗовской мурзилке пишут следующее:
"16. Вставьте шатун в поршень в соответствии с ранее сделанными метками так, чтобы номер детали 1 на шатуне был обращен в противоположную сторону от прилива 2 на бобышке поршня. "
Взяв в руки шатуны с одного двигателя, вижу что замки под вкладыши совсем не одинаково расположены относительно маркировки детали. И повязав их по этим рекомендациям, замки будут сориентированы по-разному. Другое дело масляное отверстие в шатуне, его ориентация одинакова относительно замка в любом из шатунов.
На упорных полукольцах со стороны проточек нанесен антифрикционный слой. Этой стороной полукольца должны устанавливаться к щекам коленчатого вала.
На крышках коренных подшипников нанесены метки в виде насечек: на первой одна, на второй две, на третей три, на четвертой четыре, на пятой две. На второй крышке, кроме меток, есть два отверстия для крепления приемника масляного насоса. Первой считается крышка со стороны привода распределительного вала.
1. Установите в постели коренных подшипников вкладыши. При этом фиксирующий выступ вкладыша должен войти в паз постели. В первую, вторую, четвертую и пятую постели (считая от привода распределительного вала) устанавливайте вкладыши с канавками, а в третью – без канавки.
3. Смажьте шейки коленчатого вала моторным маслом и уложите вал в постели коренных подшипников. При этом фланец крепления маховика долженрасполагаться со стороны четвертого цилиндра.
6. Вставьте вкладыши в крышки вкладыши без канавок. При этом фиксирующий выступ вкладыша должен войти в паз крышки.
8. Крышка устанавливается так, чтобы метка на ней была расположена со стороны генератора (с левой стороны двигателя). Аналогичным образом установите остальные крышки в соответствии с метками.
10. Затяните болты крепления крышек моментом 69-84 Н·м (6,9-8,4 кгс·м). Первыми затягивайте болты третьей крышки, затем второй и четвертой, потом первой и пятой. После затяжки болтов проверните коленчатый вал – он должен вращаться легко, без заеданий.
11. С помощью индикатора измерьте осевой зазор коленвала. Он должен быть в пределах 0,06-0,26 мм. Если зазор превышает 0,26 мм, замените упорные полукольца (смотрите примечание 1).
Чтобы измерить осевой зазор коленчатого вала, установите индикатор так, чтобы его ножка упиралась во фланец вала. Сдвиньте коленчатый вал до упора от индикатора и установите индикатор
на 0. Сдвиньте коленчатый вал в противоположную сторону. Индикатор покажет величину зазора.
В качестве запасных частей постовляются полукольца номинального размера (толщиной 2,31-2,36 мм) и увеличенного на 0,127 мм размера (толщиной 2,437- 2,487 мм).
16. Задний сальник коленчатого вала устанавливается в держатель с помощью специальной оправки. При отсутствии оправки наденьте сальник с держателем на фланец коленчатого вала, аккуратно заправив рабочую кромку сальника на фланец вала заостренной палочкой из мягкого дерева.
20. Запрессуйте с помощью оправки передний сальник коленчатого вала в корпус масляного насоса. Смажьте рабочую кромку сальника моторным маслом.
21. Смажьте шестерни масляного насоса моторным маслом, залив масло через отверстие под маслоприемник.
23. Поверните ведущую шестерню масляного насоса для правильной установки на коленчатый вал: выступы на ведущей шестерне должны совпасть .
26. Передний сальник коленчатого вала устанавливается с помощью специальной оправки. Если оправки нет, наденьте насос с сальником на коленчатый вал до посадочного места на валу. Затем заостренной палочкой из мягкого дерева аккуратно заправьте рабочую кромку сальника на шейку вала.
27. Аккуратно сдвиньте масляный насос по валу до упора и наживите болты крепления. Поправьте положение насоса, чтобы его верхняя плоскость совпала с плоскостью блока. Заверните шесть болтов крепления моментом 8,5-10,0 Н·м (0,85-1,0 кгс·м).
34. Вставьте поршень в сборе с шатуном в оправку и с ее помощью установите поршень в цилиндр так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону масляного насоса.
35. Установите крышку шатуна с вкладышем в соответствии с маркировкой, предварительно смазав вкладыш моторным маслом (смотрите примечание).
Крышки на шатуны устанавливаются так, чтобы номера цилиндров на крышке и шатуне располагались с одной стороны.
37. Затяните динамометрическим ключом гайки крепления крышек шатунов моментом 44-54 Н·м (4,4-5,4 кгс·м).
39. Установите маховик, затем стопорную шайбу и заверните болты крепления маховика (смотрите примечание).
Установите маховик так, чтобы метка на маховике была напротив крышки шатуна четвертого цилиндра, так как болты крепления расположены ассимметрично.
40. Затяните болты крепления маховика моментом 62-89 Н·м (6,2-8,9 кгс·м), удерживая маховик от проворачивания.
42. Установите маслоприемник на место (смотрите примечание) и заверните болт крепления маслоприемника к масляному насосу моментом 7,0-8,0 Н·м (0,7-0,8 кгс·м).
52. Установите шкив на коленчатый вал, совместив отверстие в шкиве со штифтом на зубчатом шкиве ремня привода распределительного вала.
55. Установите водяной насос в блок цилиндров так, чтобы заводская маркировка насоса была направлена в сторону привалочной плоскости блока цилиндров, так как болты крепления расположены асимметрично.
58. Установите ведомый диск в кожух нажимного диска так, чтобы менее выступающая часть ступицы была направлена в сторону маховика.
61. Заверните шесть болтов крепления сцепления к маховику равномерно по диагонали моментом 19,0-31,0 Н·м (1,9-3,1 кгс·м). Рекомендуем заменить болты крепления при сборке.
Читайте также: