На участке узловой сборки поршни подбирают по гильзам и устанавливают поршневые кольца.
Максимальное различие в весе поршней, устанавливаемых на один дизель, не должно превышать 10 г. При больших отклонениях в весе поршней динамическая уравновешенность быстроходных дизелей типа B2-300 и Д6 нарушается.
Поршни дизеля ( рис. 199 ) комплектуют по двум признакам: по весу и по зазору в гильзах блока.
Рис. 199. Поршень в сборе.
Зазор между поршнем в нижней части и гильзой блока допускается в пределах 0,45—0,7 мм. Если этот зазор менее 0,45 мм, появляется опасность заедания поршня в цилиндре.
Поршни дизеля из алюминиевого сплава при нагреве заметно расширяются, поэтому зазор в верхней части увеличивают до 1,20—1,50 мм.
Увеличение зазора в юбке свыше 0,7 мм вызывает стуки поршня о стенки цилиндра и, следовательно, преждевременный износ гильз и деталей поршневой группы.
Для гильз диаметром 150—150,20 мм (по зеркалу) подбирают поршни номинального диаметра (149.55-0,05 мм). Гильзы диаметром 150,20—150,40 мм комплектуют поршнями ремонтного диаметра (149,75-0,05 мм)- К гильзам диаметром 150,40—150,50 мм подбирают поршни следующих ремонтных диаметров: 149,95-0,05 или 150,05-0,05 мм.
Диаметральный зазор между деталями измеряют щупом длиной 100 мм.
Поршень должен легко поворачиваться вокруг своей оси при установке между его юбкой и гильзой щупа толщиной 0,35 мм.
На подобранном комплекте поршней на бобышке выбивают номер дизеля и цилиндровую группу (П — правая или Л — левая).
Поршневые пальцы комплектуют по отверстиям в бобышках поршней и в верхней головке шатуна. Палец должен запрессовываться в поршень с натягом 0,028—0,001 мм. Если отверстие в бобышке поршня имеет износ в пределах допуска, то палец разрешается устанавливать с зазором до 0,02 мм. Зазор пальца в отверстии головки шатуна должен быть 0,05—0,10 мм. Разница в весе комплекта поршневых пальцев не должна превышать 5 г.
При подборе заглушки по отверстию поршневого пальца должен быть обеспечен зазор в пределах 0,025—0,2 мм. Подобранные детали и бирку с номером дизеля укладывают в комплектовочный ящик.
Поршневые кольца подбирают по гильзам блока и поршням. При капитальном ремонте на дизель устанавливают новые поршневые кольца. Ввиду различия диаметров отремонтированных гильз, а также высоты канавок в поршнях при ремонте используют поршневые кольца номинального и ремонтных размеров.
По наружному диаметру поршневые кольца изготовляют трех размеров: 150, 150,2 и 150,4 мм. По высоте кольца изготовляют двух размеров: 2,38 и 2,68 мм. Таким образом, всего получается шесть видов поршневых колец: кольца одного номинального и пяти ремонтных размеров P1, P2, Р3 и т. д. На каждый дизель допускается установка поршневых колец только одной группы. Так, для гильзы диаметром 150—150,08 мм подбирают поршневые кольца номинального размера по диаметру 150 мм и номинального или ремонтного размера по высоте.
Гильзы диаметром 150,08—150,30 мм комплектуют с кольцами с диаметром 150,20 мм и высотой 2,38 или 2,08 мм.
Для гильз диаметром 150,30—150,50 мм подбирают кольца диаметром 150,40 мм.
Поршневые кольца подбирают по гильзе, запрессованной в блок; зазор и стыке замка определяют щупом. Для колец с разрезом под углом 45° этот зазор равен 0,5—0,7 мм, а для колец с разрезом под углом 60° зазор paвен 0,78—1,02 мм. При увеличении этих зазоров возможно проникновение газов в картер.
Затем подбирают поршневые кольца по высоте канавок в поршнях. Ввиду различных температурных условий допускаются разные зазоры для первого и второго компрессионных колец, а также и для маслосъемного кольца.
Для новых поршней и поршней с проточенными канавками установлены следующие зазоры колец в мм:
ПОРШЕНЬ является основным элементом поршневой группы, так как и менно он воспринимает давление газов (продуктов сгорания) и передает его через шатуны к коленчатому валу двигателя.
Во время работы поршень сильно нагревается, причем днище и головка поршня нагреваются больше, чем его направляющая часть («юбка» поршня). Поэтому диаметр головки поршня меньше, чем диаметр его «юбки».
Не рекомендуем обращать внимание на размерную группу при подборе пары гильза-поршень, если они не изготовлены одним заводом, так как эти обозначения заводские, то есть точность допусков у производителей различна.Каждый завод имеет собственное оборудование различных производителей, собственный режущий инструмент, собственный технологический контроль, и как следствие, к примеру, размер поршня ЯМЗ группы «А» Костромского производства 129,83-129,85, а Камского производства 129,80-129,82 то есть разница в диаметре поршня может достигнуть 0,05 мм, в то время, как допустимое отклонение в размерах группы составляет 0,02 мм.
Именно поэтому рекомендуем при подборе поршневой группы (особенно при замене отдельных элементов) ориентироваться на тепловой зазор между гильзой и поршнем, устанавливаемый для каждого двигателя заводом-изготовителем.
Зазор между гильзой и поршнем
Двигатель
Мин. зазор
Макс. зазор
Оптим. зазор
Кроме этого не следует забывать, что поршня должны быть подобраны по весовым характеристикам, так как превышение допустимой разницы приведет к дисбалансу в работе двигателя. Разница в массе между собранными комплектами поршень-палец-втулка-шатун-кольца не должны превышать 15-20 грамм.
ПОРШНЕВЫЕ КОЛЬЦА делятся на два типа – компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и гильзой и препятствуют прорыву продуктов сгорания (газов) в картер двигателя, а маслосъемные кольца служат для снятия излишков масла со стенок гильзы.
При установке стальных колец в новую поршневую группу увеличивается риск появления «задиров» на поверхности гильзы (исключение – поршневые кольца производства ЗАО «Стакол», однако производство давно свернуто, а Goetze почему-то не спешит наладить производство колец к отечественным дизелям).
По конструкции чугунные маслосъемные кольца условно можно разделить на два типа:
— коробчатое (привычное всем маслосъемное кольцо, с пружинным или пластинчатым расширителем).
— составное (так называемое «клинцовское кольцо», состоящий из двух горизонтальный частей, с пластинчатым расширителем или без него).
По конструкции стальные маслосъемные кольца условно можно разделить так же на два типа:
— трехкомпонентное (представляющее собою две стальные горизонтальные пластины, между которыми устанавливается решетчатый расширитель).
— четырехкомпонентное (представляющее собою две стальные горизонтальные пластины, между которыми устанавливается волнообразный расширитель, а между поршнем и кольцом устанавливается пластинчатый расширитель).
Для установки колец на поршень и для предотвращения поломки кольца при тепловом расширении кольца изготавливаются разрезные, с тепловым зазором. При этом при установке не следует забывать, что замки колец должны быть направлены в разные стороны. Наиболее просто это осуществить, представив себе циферблат часов на поверхности поршня – 12 делим на количество поршневых колец (4, к примеру) и проворачиваем замки колец по кругу – через каждые «3 часа».
Зазор замков поршневых колец
Двигатель
Компрессионного
Маслосъемного
Обратите внимание, что данные зазоры представлены для чугунных колец, а для стальных данные размеры необходимо увеличить в два раза (из-за повышенной теплоемкости стали). Кроме всего, не следует забывать, что верхнее компрессионное кольцо испытывает самое большое воздействие температуры и давления (именно поэтому оно делается из других материалов), а, следовательно зазор замка верхнего компрессионного кольца больше, чем у нижнего.
Поршневые кольца должны свободно перемещаться в канавках поршня под собственным весом, поэтому они устанавливаются с зазором по высоте между кольцом и канавкой, который не должен превышать 0,10 мм. для карбюраторных и 0,15 мм. для дизельных двигателей (это особенно необходимо учитывать при установке новых поршневых колец в старый поршень). При измерении данного параметра измерительный щуп необходимо вставлять на 1/4 глубины канавки под маслосъемное кольцо.
ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ представляет собою полый стальной цилиндр, наружную поверхность которого цементируют, а затем шлифуют. Палец устанавливается в бобышках поршня и удерживается стопорными кольцами от осевого перемещения (что бы не повредить внутреннюю поверхность гильзы).
Даже если палец свободно (но без зазора!) устанавливается в бобышки поршня, то при его установке поршень нагревают в масле до 80-100 градусов (что бы избежать микроповреждений бобышек).
СТОПОРНОЕ КОЛЬЦО не должно иметь деформаций или повреждений, так как его разлом приведет к повреждению гильзы и поршня (а далее – шатуна и коленчатого вала). При установке стопорного кольца рекомендуем использовать специальный инструмент, так как съем кольца неспециализированными инструментами может привести к его поломке или, что самое плохое, к дефекту, незаметному вооруженным глазом.
Моторист-конструктор» или как правильно собрать двигатель? ч. 2
АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук СЕРГЕЙ СТАРЫХ
Лакмусовой бумажкой, позволяющей отличить моториста-профессионала от дилетанта, является отношение к контрольно-измерительным операциям при сборке узла. И дело не только в том, что измерение геометрии каждой детали требует терпения и скрупулезности. Необходимо понимать смысл этих операций, а для этого моторист должен четко знать технологию ремонтных операций, не входящих непосредственно в процесс сборки двигателя, например, как шлифуют коленчатый вал или растачивают и хонингуют блок цилиндров.
Зачем, спросите? Ведь расточник по размеру поршней может сам определить диаметр цилиндров, а после обработки блока проконтролировать результат.
Действительно, может. Только ответственность за сборку, а значит, и за работу двигателя после ремонта несет моторист-механик. Так что делайте выводы, стоит ли тратить время на контрольные замеры, или ими можно пренебречь.
Это должен знать каждый
Растачивание цилиндров обычно выполняют на вертикально-расточном станке. При этом необходимо обеспечить перпендикулярность поверхности цилиндра к оси постелей коленчатого вала. Особое внимание уделяется окончательному размеру после расточки. Величина припуска под хонингование должна быть не менее 0,0,08 мм. Дело в том, что при растачивании резец деформирует поверхность металла, завальцовывая графитовые зерна, содержащиеся в чугуне (графит, выходящий на поверхность, обеспечивает низкое трение поршневых колец и, соответственно, малый износ колец и самих цилиндров). Если припуск окажется слишком малым, то после хонингования графитовые зерна не вскроются.
Препятствовать открытию зерен графита могут и неправильно выбранные режимы хонингования, условия подачи смазки в зону хонингования, тип смазывающего материала.
Хонингование цилиндров выполняют на вертикально-хонинговальных станках. Суть этой операции вовсе не в заглаживании рисок от резца, как ошибочно полагают некоторые механики. При хонинговании за счет вращения и возвратно-поступательного движения головки с абразивными брусками на поверхности цилиндров намеренно создается шероховатость в виде сетки рисок определенной глубины, способных удерживать масло и тем самым смазывать поршневые кольца и поршни.
Для получения необходимого микропрофиля поверхности, а именно сравнительно глубоких впадин и сглаженных выступов, хонингование выполняется в несколько операций (переходов). Черновое хонингование выполняют абразивными брусками с зернистостью 150, съем металла составляет около 0,06 мм. Далее следует чистовое хонингование брусками с зернистостью 280 (съем приблизительно 0,02 мм). И, наконец, отделочное хонингование брусками зернистостью 600 со съемом менее 0,005 мм (так называемое платохонингование).
Именно такая технология обеспечивает сглаживание выступов, фактически приближая профиль поверхности к той, какая будет после приработки деталей. В последние годы финишные операции хонингования стали заменять обработкой поверхности с помощью специальных абразивных щеток, дополнительно заглаживающих заусеницы на краях впадин (рисок).
Как проверить блок цилиндров?
Для блоков с установленными в нем гильзами требуется еще ряд проверок. Верхняя плоскость бурта гильз должна выступать над плоскостью блока на 0,0,1 мм для «мокрых» и 0,1 мм для «сухих» гильз. Кроме того, опорные поверхности бурта на гильзе и выточки в блоке должны быть плоскопараллельны, а фаска на выточке должна быть больше, чем радиус перехода от бурта к цилиндрической части на гильзе (в противном случае гильза может треснуть). «Мокрые» гильзы, помимо этого, должны легко вставляться в свои гнезда на блоке (поверхность гнезд необходимо предварительно хорошо очистить). «Сухие» гильзы, напротив, запрессовываются в блок с натягом около 0,05 мм, причем поверхности сопряжения гильзы и блока должны быть гладкими, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт и герметичность.
Верхний край цилиндров после ремонта может быть острым, что затрудняет установку поршней с кольцами и даже может спровоцировать поломку колец. Поэтому этот край следует обязательно притупить, сделав с помощью шабера небольшую фаску.
Как проверить поршень и шатун?
Разница между диаметром цилиндра и размером поршня составляет искомый зазор: практика показала, что оптимальной является величина зазора, превышающая минимально допустимое значение на 0,0,02 мм.
Иная ситуация с поршнями, имеющими антифрикционное графитовое покрытие юбки (оно имеет характерный черный цвет). Если у поршня покрытие сплошное, то истинный размер юбки будет меньше измеренного на толщину слоя покрытия 0,0,02 мм. Поршни с покрытием, нанесенным трафаретным способом, замеряются в специальных точках, где графитовый слой отсутствует.
Сборка поршней с шатунами выполняется различными способами в зависимости от того, какой тип пальцев используется. «Плавающий» палец входит в отверстие бобышки поршня «от руки». Важно только не перепутать направление установки деталей и не забыть смазать палец маслом. Далее следует установить в канавки новые стопорные кольца, причем их стыки должны быть ориентированы в направлении движения поршней, иначе кольцо может выскочить из канавки при работе двигателя. По этой же причине нельзя использовать стопорные кольца, бывшие в употреблении.
У некоторых старых отечественных двигателей посадка пальца в поршне может быть слишком плотной. Использовать молоток для «заколачивания» пальцев нельзя, достаточно прогреть поршни до 80oС, и пальцы войдут «от руки».
В конструкциях с фиксированным пальцем сборка сложнее. Во-первых, необходима оправка, обеспечивающая точную установку пальца по середине поршня. Кроме того, шатун следует нагреть в муфельной печи или в крайнем случае на электроплите до 320oС, чтобы палец свободно вошел в отверстие его верхней головки. Ни в коем случае нельзя использовать открытое пламя для нагрева шатуна, а также «забивать» палец молотком, что иногда практикуется в некоторых мастерских.
Проверка поршневых колец
Бывает, что производители поставляют поршни без поршневых колец. Учитывая большое количество модификаций, которые имеют некоторые двигатели, желательно проверить высоту и радиальную ширину поршневых колец на предмет их соответствия канавкам поршней.
Зазор между торцами кольца и канавки можно определить различными способами, но проще всего установить кольцо в канавку и воспользоваться набором щупов. Торцевой зазор должен составлять в среднем 0,0,1 мм. Если зазор оказывается свыше 0,12 мм, то это означает, что кольцо или канавка поршня имеют недопустимые отклонения размеров.
Не менее важно проверить зазор в замках колец, для чего кольца поочередно устанавливают в верхнюю часть цилиндра. Зазор в замке замеряют с помощью набора щупов. Он составляет в среднем 0,0,6 мм.
Установка колец на поршень
На верхних кольцах направление сборки обычно обозначается словом ТОР (вершина). Стороной с этой надписью кольцо должно быть обращено к днищу поршня. Средние кольца скребкового типа монтируются скребком вниз. У колец с фаской на внутренней поверхности фаска чаще всего обращена вверх.
Среднее и верхнее кольца устанавливают на поршень после монтажа маслосъемного. Для того чтобы не сломать и не деформировать кольца, желательно пользоваться специальными клещами. После установки колец необходимо проверять легкость их вращения в канавках.
Установка поршней в блок цилиндров
После затягивания болтов крышек шатунов обязательно контролируется величина выступания днища поршней над верхней плоскостью блока (при положении поршней в ВМТ). Это значение определяется заводом-изготовителем двигателя. Если таких данных нет, то, с учетом толщины прокладки, зазор между поршнем и головкой блока не должен быть меньше 1 мм.
На этом сборка шатунно-поршневой группы закончена. Однако деталям ЦПГ еще предстоит обкатка на пониженных оборотах и нагрузках. При этом детали взаимно прирабатываются, загрязняя масло частицами износа, вследствие чего первую замену масла и масляного фильтра проводят не позднее, чем через 500 км пробега после ремонта.
Допуски на диаметр цилиндра
Номинальный размер цилиндра, мм
Допуск, мм
50
0,011
80
0,013
120
0,015
180
0,018
Чтобы не повредить кольца, на краю цилиндров надо сделать небольшую фаску
Для установки колец на поршень лучше всего пользоваться специальными клещами
Вставлять поршни в сборе с кольцами и шатунами в цилиндр удобно с помощью ленточной оправки
Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации пожалуйста, обращайтесь по телефону 812-3880855 или другими способами указанными вконтактах.
