Кривошипно-шатунный механизм как основа движения. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

Министерство образования и науки РТ

Курсовая работа

Тема «Назначение и устройство кривошипно – шатунного механизма двигателей внутреннего сгорания»

Подготовил:

Руководитель:

преподаватель

2014 год

Введение 3

1 Назначение, устройство и работа 6

2 Техническое обслуживание и ремонт 18

2.1 Основные неисправности. Причины. Признаки 18

2.2 Способы устранения неисправности, диагностические, регулировочные и очистительные работы 18

2.3 Регламентные работы 19

2.4 Основные дефекты приборов КШМ 21

2.5 Способы устранения дефектов 24

3 Организация рабочего места автослесаря и техника безопасности при ремонте 39

4 Охрана окружающей среды от вредного воздействия автомобильного транспорта 53

4.1 Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосферного воздуха. 53

4.2 Загрязнение придорожных земель 54

4.3 Загрязнение водоемов. Очистка стоков 56

4.4 Транспортный шум и другие физические воздействия 58

4.5 Защита от транспортных загрязнений 61

Список использованной литературы 63

Введение

«Скелетом» двигателя можно считать кривошипно-шатунный механизм (КШМ), который служит для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, и, как всякий скелет, состоит из подвижных и неподвижных частей. Неподвижны блок цилиндров с верхней частью картера, головка блока и масляный поддон (в живой природе аналогично сосуществуют черепаха и ее панцирь); подвижны – коленвал, шатун и поршень. КШМ – самый нагруженный и подверженный наибольшему износу механизм двигателя.

В кривошипно-шатунном механизме (КШМ) действуют силы инерции поступательно движущихся масс (ПДМ) и вращательно двищущихся масс. Силы инерции ПДМ вызывают массы поршневой группы (поршень-кольца-палец-вершняя часть шатуна). Силы инерции вращательных масс вызывают массы шатунной шейки, щек колевала и нижней части шатуна. Для «гашения» сил инерции ПДМ 1-го порядка и сил инерции ВМ, при расчете коленвала проектируются специальные противовесы и (или) дисбаланс в маховике. При изготовлении на заводе коленвал всборе с маховиком проходит динамическую балансировку исходя из строго определенной массы поршневого комплекта, поэтому нельзя использовать маховик от другого коленвала. При сборке поршневого комплекта, допуск по весу составляет всего несколько грамм по общему весу. Нарушение этих условий влечет за собой появление вибрации при работе двигателя и преждевременный износ деталей КШМ.

Перечислим основные «болезни» и симптомы, вызванные ненормальной работой КШМ и ГРМ.

Если двигатель не развивает полной мощности, плохо заводится, становится прожорливым, греется – это может быть следствием снижения компрессии в цилиндрах двигателя. Одна из причин – износ или залегание (потеря подвижности и неплотное прилегание к стенке цилиндра) поршневых колец. Другая причина, имеющая место только в бензиновых двигателях, - образование губчатых отложений на впускных клапанах. В результате ухудшается наполнение цилиндров, падает мощность. Негерметичность прокладки между блоком и головкой также спровоцирует целый букет малоприятных симптомов.

Многие неисправности можно определить на слух: металлический стук при холодном двигателе, пропадающий по мере его прогрева, - следствие износа юбки (тронка) поршня; резкий стук при изменении числа оборотов – результат износа поршневого пальца, болтающегося в бобышках; глухой стук при изменении числа оборотов – износились вкладыши. Отсутствие теплового зазора (следствие которого – неполное закрытие клапанов) вызывает хлопки во впускном и выпускном трубопроводе. В резком металлическом стуке под клапанной крышкой, сопровождающимся падением мощности, виноват нарушившийся тепловой зазор в приводе клапанов.

Причиной стука под клапанной крышкой может быть нарушение регулировки или выход из строя гидрокомпенсатора, если таковой имеется. В этом случае ситуация поправима с помощью автохимии.

Правильная эксплуатация двигателя крайне необходима, так как его ремонт достаточно трудоемкий и дорогостоящий процесс. И к кривошипно-шатунному механизму, это относится в первую очередь.

Ресурс работы двигателя – это продолжительность нормальной работы двигателя без его капитального ремонта. Для отечественных автомобилей ресурс двигателя составляет приблизительно 150 - 200 тысяч километров пробега, и несколько больше для иномарок.

Двигатель также требует периодических регулировок. Необходимо соблюдать сроки обслуживания его механизмов и систем, как этого рекомендует завод–изготовитель автомобиля.

Первый фактор, уменьшающий ресурс двигателя – частые перегрузки автомобиля.

Вторым фактором, влияющим на срок службы двигателя, является движение с максимально возможной скоростью длительное время.

Третий фактор, ускоряющий износ двигателя – экология. Грязный воздух и грязные дороги укорачивают жизнь не только человеку, но и разрушающе действуют на структуру металла, уменьшая ресурс двигателя. Поэтому необходимо вовремя производить замену фильтров, по мере возможности применять чистые масла и бензин, следить за внешним видом двигателя автомобиля.

1 Назначение, устройство и работа

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Рис. 1 Общий вид четырехцилиндрового двигателя (продольный и поперечный разрез)

1 – блок цилиндров; 2 – головка блока цилиндров; 3 – поддон картера двигателя; 4 – поршни с кольцами и пальцами; 5 – шатуны; 6 – коленчатый вал; 7 – маховик; 8 – распределительный вал; 9 – рычаги; 10 – впускные клапаны; 11 – выпускные клапаны; 12 – пружины клапанов; 13 – впускные и выпускные каналы

У четырехцилиндрового двигателя кривошипно-шатунный механизм состоит из:

1. блока цилиндров с картером,
2. головки блока цилиндров,
3. поддона картера двигателя,
4. поршней с кольцами и пальцами,
5. шатунов,
6. коленчатого вала,
7. маховика.

В состав КШМ кривошипно-шатунного механизма двигателя входит две группы деталей: неподвижные и подвижные.

К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, служащий основой двигателя, цилиндр, головки блока или головки цилиндров и поддон картера.

Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун, коленчатый вал, маховик.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов при такте сгорание-расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

У V -образных двигателей блок цилиндров представляет собой массивный литой корпус, снаружи и внутри которого монтируются все механизмы и системы. Блок цилиндров объединяет в себе не только цилиндры и шатунно-поршневую группу, но и другие системы двигателя. Он является основой двигателя, в которой есть множество литых каналов и сверлений, подшипников и заглушек. Именно в блоке цилиндров вращается (на подшипниках) коленчатый вал. Во внутренних полостях блока циркулирует жидкость системы охлаждения, там же проходят и масляные каналы системы смазки двигателя. Большая часть из навесного оборудования двигателя монтируется, опять же, на блоке цилиндров.

Нижняя часть блока является картером, в литых поперечинах которого расположены опорные гнезда для подшипников коленчатого вала. Такую отливку часто называют блок-картером.

В средней части блока цилиндров имеются отверстия для установки подшипников скольжения под опорные шейки распределительного вала. Плоскость разъема блока может проходить по оси коленчатого вала или быть смещенной относительно ее вниз. К нижней части блок-картера крепится стальной штампованный поддон, служащий резервуаром для масла. По каналам в блоке масло из поддона подается к трущимся деталям двигателя.

На V -образных двигателях для повышения жесткости блока цилиндров его плоскость разъема, расположена ниже оси коленчатого вала.

В отливке блока цилиндров имеется рубашка для жидкостного охлаждения двигателя, представляющая собой полость между стенками блока и наружной поверхностью вставных гильз. Охлаждающая жидкость подается в рубашку охлаждения через два канала, расположенные по обеим сторонам блока цилиндров. К передней части блока цилиндров крепится крышка распределительных шестерен, а к задней – картер сцепления.

Блок цилиндров отливается из серого чугуна или из алюминиевого сплава.

Рабочая поверхность цилиндров является направляющей при движениях поршня и вместе с ним и головкой блока цилиндров образует замкнутое пространство, в котором происходит рабочий цикл двигателя. Для плотного прилегания поршня и поршневых колец к цилиндру и уменьшения сил трения между ними внутреннюю полость цилиндров тщательно обрабатывают с высокой степенью точности и чистоты, и поэтому она называется зеркалом цилиндра.

Цилиндры могут быть отлиты как одно целое со стенками рубашки охлаждения или изготовлены отдельно от блока в виде вставных гильз. Последние подразделяются на "сухие" гильзы, запрессованные в расточенный блок, и сменные, "мокрые" гильзы, омываемые с наружной стороны охлаждающей жидкостью.

При сгорании рабочей смеси верхняя часть цилиндров сильно нагревается и подвергается окислительному воздействию продуктов сгорания, поэтому в верхнюю часть блока цилиндров или гильз, как правило, запрессовывают короткие вставки - сухие гильзы длиной 40 - 50 мм.

Вставки изготовляют из легированного чугуна, обладающего высокой износо- и коррозионной стойкостью.

При установке мокрой гильзы ее борт выступает над плоскостью разъема на 0,02 - 0,15 мм. Это позволяет уплотнять ее, зажимая борт через прокладку между блоком и головкой цилиндров. В нижней части гильза уплотняется двумя резиновыми кольцами или медными прокладками, установленными по торцу нижнего пояса гильзы. Преимущественное применение в двигателях мокрых гильз связано с тем, что они обеспечивают лучший отвод тепла. Это повышает работоспособность и срок службы деталей цилиндропоршневой группы, при этом снижаются затраты, связанные с ремонтом двигателей в процессе эксплуатации.

Головка блока цилиндров является второй по значимости и по величине составной частью двигателя. В головке расположены камеры сгорания, клапаны и свечи цилиндров, в ней же на подшипниках вращается распределительный вал с кулачками. Так же, как и в блоке цилиндров, в его головке имеются водяные и масляные каналы и полости. Головка крепится к блоку цилиндров и, при работе двигателя, составляет с блоком единое целое.

В головке цилиндров размещены камеры сгорания, в которых установлены впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания или форсунки.

На головке цилиндров крепятся детали и узлы привода клапанного механизма.

Значительное влияние на процесс смесеобразования как в карбюраторных двигателях, так и в дизельных имеют формы камеры сгорания. В карбюраторных двигателях наибольшее распространение получили цилиндрические полусферические и клиновые камеры с верхним расположением клапанов. Для создания герметичности между блоком и головкой цилиндров установлена прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Прокладка должна быть прочной, жаростойкой и эластичной.

Поршень воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава. В верхней части поршня расположена головка с канавками, в которые вставлены поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца.

При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширится и, если между ним и зеркалом цилиндра не будет необходимого зазора, заклинится в цилиндре и двигатель прекратит работу. Однако большой зазор между поршнем и зеркалом цилиндра также нежелателен, так как это приводит к прорыву части газов в картер двигателя, падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя. Чтобы поршень не заклинивался при прогретом двигателе, головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбка, а саму юбку в поперечном сечении изготавливают не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большой осью его в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. На юбке поршня может быть разрез. Благодаря овальной форме и разрезу юбка предотвращает заклинивание поршня при работе прогретого двигателя.

Поршневые кольца, применяемые в двигателях, подразделяются на компрессионные и маслосъемные.

Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а малосъемные снимают излишки масла с зеркала цилиндров и не допускают проникновение масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок).

При установке поршня в цилиндр поршневое кольцо предварительно сжимают, в результате чего обеспечивается его плотное прилегание к зеркалу цилиндра при разжатии. На кольцах имеются фаски, за счет которых кольцо несколько перекашивается и быстрее притирается к зеркалу цилиндра, и уменьшается насосное действие колец.

При установке колец на поршень их замки следует размещать в разные стороны.

Для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна служит поршневой палец. Через пальцы передаются значительные усилия, поэтому их изготовляют из легированных или углеродистых сталей с последующей цементацией или закалкой ТВЧ. Поршневой палец представляет собой толстостенную трубку с тщательно отшлифованной наружной поверхностью, проходящую через верхнюю головку шатуна и концами опирающуюся на бобышки поршня.

По способу соединения с шатуном и поршнем пальцы делятся на плавающие и закрепленные (обычно в головке шатуна). Наибольшее распространение получили плавающие поршневые пальцы, которые свободно поворачиваются в бобышках и во втулке, установленной в верхней головке шатуна. Осевое перемещение поршневого пальца ограничивается стопорными кольцами, расположенными в выточках бобышек поршня.

При работающем двигателе в бобышках поршня возможны стуки пальцев из-за различного коэффициента линейного сплава и стали.

Шатун служит для соединения поршня с кривошипом коленчатого вала и обеспечивает при такте рабочего хода передачу усилия от давления газов на поршень к коленчатому валу, а при вспомогательных тактах (впуск, сжатия, выпуск), наоборот, от коленчатого вала к поршню. При работе двигателя шатун совершает сложное движение. Он движется возвратно-поступательно вдоль оси цилиндра и качается относительно оси поршневого кольца.

Шатун штампуют из легированной или углеродистой стали. Он состоит из стержня двутсеврового сечения, верхней головки, нижней головки и крышки. В стержне шатуна при принудительном смазывании плавающего поршневого пальца (в основном у дизелей) сверлится сквозное отверстие - масляный канал.

Нижнюю головку, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к оси шатуна. В тех случаях, когда нижняя головка имеет значительные размеры и превышает диаметр цилиндра.

Крышка шатуна изготовляется из той же стали, что и шатун, и обрабатывается совместно с нижней головкой, поэтому перестановка крышки с одного шатуна на другой не допускается. На шатунах и крышках с этой целью делают метки, чтобы обеспечить высокую точность при сборке нижней головки шатуна, его крышку фиксируют шлифованными поясками болтов, которые затягивают гайками и стопорят шклинтами или шайбами. В нижнюю головку устанавливают шатунный подшипник в виде тонкостенных стальных вкладышей, которые с внутренней стороны покрыты слоем антифрикционного сплава.

От осевого смещения и провертывания вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки нижней головки шатуна и его крышки. В нижней головке шатуна и во вкладыши делается отверстие для периодического выбрызгивания масла на зеркало цилиндра или на распределительный вал.

Для лучшей уравновешенности кривошипно-шатунного механизма разница в масле шатунов не должна превышать 6 - 8 г. В V -образных двигателях на каждой шатунной шейке коленчатого вала расположены два шатуна. В этих двигателях для правильной сборки шатуннопоршневой группы поршни и шатуны устанавливают строго по меткам.

Коленчатый вал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма.

Силы, передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи трансмиссии передается на колеса автомобиля.

Коленчатый вал изготовляют штамповкой из легированных сталей или отливают из высокопрочных чугунов.

Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, противовесов, заднего конца с отверстием для установки шарикоподшипника ведущего вала коробки передач и фланца для крепления маховика, переднего конца, на котором установлен хроповик пусковой рукоятки и шестерня газораспределения, шкива привода вентилятора, жидкостного насоса и генератора.

Шатунные шейки со щеками образуют кривошипы. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы, которые изготовляют за одно целое со щеками, имеющими каналы для подвода масла, или прикрепляют к ним болтами. Если с обеих сторон шатунной шейки расположены коренные шейки, то такой коленчатый вал называется полнопорным.

В щеках коленчатого вала просверлены наклонные каналы для подвода масла от коренных подшипников к масляным полостям, выполненных в шатунных шейках в виде каналов большого диаметра, закрываемых резьбовыми заглушками. Эти полости являются грязеуловителями, в которых под действием центробежных сил при вращениии коленчатого вала собираются продукты изнашивания, содержащиеся в масле.

Гнезда в блоке цилиндров под коренные подшипники и их крышки растачивают совместно, поэтому при сборке двигателя их необходимо устанавливать по меткам только на свои места. Тонкостенные вкладыши коренных подшипников покрыты таким же антифрикционным сплавом, что и вкладыши шатунных подшипников, и отличаются от последних только размерами. Широкое использование триметаллических сталеалюминиевых и сталесвинцовых вкладышей связано с тем, что слой антифрикционного покрытия обладает хорошими противоударными свойствами и повышенной прочностью. От продольного смещения и проворачивания вкладыши удерживаются выступами, входящие в соответствующие пазы в гнездах блока и их крышках.

Осевые нагрузки коленчатого вала в большинстве карбюраторных двигателей воспринимаются упорной шайбой и стальными упорными кольцами, залитыми с внутренней стороны антифрикционным сплавом СОС-6-6, содержащим свинец, олово и сурьму.

Осевые нагрузки коленчатого вала дизелей воспринимаются двумя парами упорных полуколец из бронзы или сталеалюминия, установленных в выточках задней коренной опоры.

Маховик служит для обеспечения вывода поршней из мертвых точек, более равномерного вращения коленчатого вала многоцилиндрового двигателя при его работе на режиме холостого хода, облегчение пуска двигателя, снижение кратно-временных перегрузок при трогании автомобиля с места и передачи крутящего момента агрегатам трансмиссии на всех режимах работы двигателя. Маховик изготовляют из чугуна и динамически балансируют в сборе с коленчатым валом. На фланце маховика центрируются в строго определенном положении с помощью штифтов или болтов, которыми он крепится к фланцу.

На обод маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя. На торце или ободе маховика многих двигателей наносят метки, по которым определяют в. м. т. поршня первого цилиндра при установке зажигания (у карбюраторных двигателей) или момента начала подачи топлива (у дизелей).

Кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих основных частей: цилиндра 7 (рис. 2), поршня 6 с кольцами 5, шатуна 3 с подшипником 2, поршневого пальца 4, коленчатого вала 10 с противовесами 9, вращающегося в подшипниках 1, и маховика 8.

Детали кривошипно-шатунного механизма воспринимают большое давление (до 6...8 МПа) газов, возникающих при сгорании топлива в цилиндрах, а некоторые из них, кроме того, работают в условиях высоких температур (350° и выше) и при большой частоте вращения коленчатого вала (свыше 2000 мин""). Чтобы детали могли удовлетворительно работать длительное время (не менее 8...9 тыс. часов) в таких тяжелых условиях, обеспечивая работоспособность двигателя, их изготавливают с большой точностью из высококачественных прочных металлов и их сплавов, а детали из черных металлов (сталь, чугун), кроме того, подвергают термической обработке (цементации, закалке).

Рисунок 2 Кривошипно-шатунный механизм: 1 – коренной подшипник; 2 – шатунный подшипник; 3 – шатун; 4 – поршневой палец; 5 – поршневые кольца; 6 – поршень; 7 – цилиндр; 8 – маховик; 9 – противовес; 10 – коленчатый вал

В двигателе внутреннего сгорания топливо сгорает внутри цилиндров и тепловая энергия, выделяющаяся при этом, преобразуется в механическую работу.

Рабочим циклом называется совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности в цилиндре. В четырехтактном двигателе рабочий цикл совершается за четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание и расширение) и выпуск, или, иначе говоря, за два оборота коленчатого вала.

Такт – это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.

Ход поршня S - путь, проходимый поршнем от одной мертвой точки до другой.

Мертвыми точками называются крайние верхнее и нижнее положения поршня, где его скорость равна нулю. Верхняя мертвая точка сокращенно обозначается в.м.т., нижняя мертвая точка – н.м.т.

Рабочий объем цилиндра V р – объем, освобождаемый поршнем при движении от в.м.т. до н.м.т.

Литраж – рабочий объем всех цилиндров двигателя.

Объем камеры сгорания V c - объем, образующийся над поршнем, когда последний находится в в.м.т.

Полный объем цилиндра Vп – это его рабочий объем плюс объем камеры сгорания.

Индикаторная мощность – мощность, развиваемая расширяющимися газамитпри сгорании топлива в цилиндрах двигателя (без учета потерь).

Эффективная мощность – мощность, получаемая на маховике коленчатого вала. Она на 10 – 15% меньше индикаторной из-за потерь на трение в двигателе и приведение в движение его вспомогательных механизмов и приборов.

Литровой мощностью называется наибольшая эффективная мощность, получаемая с одного литра рабочего объема (литража) цилиндрического двигателя.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит следующим образом.

Первый такт – впуск. При движении поршня от в.м.т. (вниз) вследствие увеличения объема в цилиндре создается разрежение, под действием которого из карбюратора через открывающийся впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (паров бензина с воздухом). В цилиндре горючая смесь смешивается с оставшимися в нем от предыдущего рабочего цикла отработавшими газами и образует рабочую смесь.

Второй такт – сжатие. Поршень движется вверх, при этом оба клапана закрыты. Так как объем в цилиндре уменьшается, то происходит сжатие рабочей смеси.

Третий такт – рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется электрической искрой и быстро сгорает (за 0,001 – 0,002 с). При этом происходит выделение большого количества тепла и газы, расширяясь, создают сильное давление на поршень, перемещая его вниз. Сила давления газов от поршня передается через поршневой палец и шатун на коленчатый вал, создавая на нем определенный крутящий момент. Таким образом, во время рабочего хода происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу.

Четвертый такт – выпуск. После совершения полезной работы поршень движется вверх и выталкивает отработавшие газы наружу через открывающийся выпускной клапан.

Из рабочего цикла двигателя видно, что полезная работа совершается только в течение рабочего хода, а остальные три такта являются вспомогательными. Для равномерности вращения коленчатого вала на его конце устанавливают маховик, обладающий значительной массой. Маховик получает энергию при рабочем ходе и часть ее отдает на совершение вспомогательных тактов.

В целях получения большей мощности и равномерного вращения коленчатого вала двигатели делают многоцилиндровые. Так, в четырехцилиндровом двигателе за два оборота коленчатого вала получается не один, а четыре рабочих хода.

2 Техническое обслуживание и ремонт

2.1 Основные неисправности. Причины. Признаки

Неисправности КШМ. Снижение мощности двигателя, повышенный расход масла, топлива, дымление и увеличение стуков при работе двигателя - вот основные неисправности КШМ.

Признаки: двигатель не развивает полной мощности.

Причины: снижена компрессия из-за износа гильз цилиндров, поршней, поломки или пригорания поршневых колец.

Признаки: расход масла и топлива, дымление двигателя.

Причины: изнашивание деталей шатунно-поршневой группы, поломка поршневых колец, закоксование поршневых колец, в канавках, прорезей в малосъемных кольцах, отверстий в канавке под малосъемные кольца.

Признаки: стук коленчатого вала.

Причины: вызывается либо недостаточными давлением и подачей масла, либо недопустимо увеличившимися зазорами между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных и шатунных подшипников из-за изнашивания этих деталей.

Признаки: стуки поршней и поршневых пальцев.

Причины: свидетельствует об изнашивании деталей шатунно-поршневой группы.

2.2 Способы устранения неисправности, диагностические, регулировочные и очистительные работы

При значительных изнашиваниях и поломках детали КШМ восстанавливают или заменяют. Эти работы, как правило, выполняют, отправляя в централизованный ремонт.

Закоксование поршневых колец в канавках можно устранить без разборки двигателя. Для этого в конце рабочего дня, пока двигатель не остыл, в каждый цилиндр через отверстие для свечей зажигания заливают по 20 г смеси равных частей денатурированного спирта и керосина. Утром двигатель пускают и после его работы 10-15 мин на холодном ходу останавливают и заменяют масло.

Диагностирование кривошипно-шатунного механизма производится на посту Д-2. При выявлении пониженных тяговых качествах, замеренных во всех цилиндрах автомобиля на стенде тягово-экономических качеств.

Компрессию двигателя определяют при вывернутых свечах у прогретого двигателя при t = 70-80С и полностью открытых воздушных и дроссельных заслонках. Установив резиновый наконечник компрессометра в отверстие свечи проверяемого цилиндра, проворачиваем коленчатый вал стартером на 10-15 оборотов и записываемпоказания монометра. Компрессия должна быть для исправного автомобиля 0,75 - 0,80 мПа. Разница в показателях между цилиндрами не должна быть более 0,07 - 0,1 мПа.

2.3 Регламентные работы

Предусматриваются следующие четыре вида технического обслуживания подвижного состава автомобильного транспорта:

1. ЕО - ежедневное техническое обслуживание.
2. ТО-1 - первое техническое обслуживание.
3. ТО-2 - второе техническое обслуживание.
4. СО - сезонное техническое обслуживание.

Ежедневное обслуживание предназначено для:

1. осуществления контроля, направленного на обеспечение безопасности движения.
2. для поддержания внешнего вида, заправки автомобиля топлива, маслом, охлаждающей жидкостью.
3. для подвижного состава, занятого перевозкой пищевых продуктов, ядохимикатов, химических удобрений, радиоактивных веществ.

В ЕО входит специальная обработка кузова. Мойку подвижного состава производят по потребности с учетом санитарных и эстетических требований.

ТО-1 и ТО-2 предназначены для снижения интенсивности изменения параметров технического состояния подвижного состава, выявления и предупреждения отказов и неисправностей, экономии топливно-энергетических ресурсов.

В перечень ТО-1 входят:

1. общий осмотр для проверки состояния кабины, платформы, стекол, зеркал, сиденья, номерных знаков, исправности механизмов дверей, запоров бортов платформы.
2. проверка приборов контрольно-измерительных, обогрева и обдува ветрового стекла.

При ТО-1 выполняют контрольно-диагностические, крепежные и регулировочные работы по двигателю, включая системы охлаждения и смазки по сцеплению, коробке передач, карданной передаче, заднему мосту, рулевому управлению и передней оси, тормозной системе, ходовой части, кабине, платформе, сиденью. Выявляют и устраняют негерметичность, подтекания, нарушения крепения и регулировки. Проводят обслуживания систем питания и электрооборудования, проверка осмотром состояния приборов, системы питания, герметичности соединений. Выполняют смазочные и очистительные работы в соответствии с химотологическими картами: смазка через пресмасленку, проверка масла в картере, агрегатов, при необходимости - добавить, проверка уровня в тормозной системе, при необходимости - долить, промывка фильров, слив отстоя из топливного бака и корпусов фильтров тонкой и грубой очистки топлива автомобилей.

В перечень ТО-2 входят:

1. углубленная проверка состояния всех агрегатов механизмов, узлов и приборов автомобилей и устранение выявленных неисправностей.
2. в перечень ТО-2 полностью входит перечень работ ТО-1.

Для более тщательной проверки аккумуляторные батареи, приборы систем питания и электрооборудования, колеса снимают с автомобиля, контролируют и регулируют в производственных отделениях предприятия на стендах и установках. Перед То-2 автомобили проходят диагностирование и выявление неисправностей, устраняют их текущим ремонтом, выполняемые в зависимости от его объема и характера или до ТО или совместно с ТО.

ТО-2 проводят чаще в сменное время, для чего предусматривается время простоя автомобиля.

СО – предназначено для подготовки подвижного состава к эксплуатации соответственно в холодное или теплое время года. Выполняют его два раза в год и, как правило, совмещают с выполнением очередного ТО-2, путем соответствующего увеличения перечня работ и трудоемкости последнего. Однако, в условиях холодного и жаркого климата. СО выполняется как самостоятельный, отдельно планируемый вид обслуживания.

2.4 Основные дефекты приборов КШМ

Блок цилиндров.

Блок цилиндров относится к классу «корпусных деталей с толстыми стенками».

1. их изготовляют у двигателей ЗИЛ-130 из серого чугуна № 3;
2. НВ 170…229, ЗМЗ-53 из алюминиевого сплава АЛ 4 (крышки коренных подшипников - из ковкого чугуна КЧ 35-10);
3. ЯМЗ - из легированного чугуна;
4. НВ 170… 241 и КамАЗ - из серого чугуна СЧ 21-44;
5. НВ 187…241, а крышки коренных подшипников - КЧ 35-10, НВ 121…163.

Крышки коренных подшипников в процессе ремонта с блоками цилиндров не разукомплектовываются, как и картеры сцеления.

Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковычными признаками. Однако допускается устранение пробоин постановкой заплат, а трещины - заваркой и заделкой синтетическими материалами с последующей постановкой усиливающих деталей.

Основные дефекты в блоке цилиндров.

1. Пробоины на стенках рубашки охлаждения или картера.
2. Износ торцов первого коренного подшипника.
3. Трещины и отколы.
4. Износ нижнего посадочного отверстия под гильзу.
5. Износ верхнего посадочного отверстия под гильзу.
6. Износ отверстий под толкатели.
7. Износ отверстий во втулках под опорные шейки распределительного вала.
8. Износ гнезд вкладышей коренных подшипников и их несоосность.
9. Износ отверстий под втулки распределительного вала.

Основные дефекты гильзы цилиндра.

1. Износ или задиры отверстия под поршень.
2. Износ нижнего посадочного пояска.
3. Износ верхнего посадочного пояска.

Основные дефекты коленчатого вала.

1. Изгиб вала.
2. Износ наружной поверхности фланца.
3. Биение торцевой поверхности фланца.
4. Износ маслосгонных канавок.
5. Износ отверстия под подшипник.
6. Износ отверстий под болты крепления маховика.
7. Износ коренных или шатунных шеек.
8. Износ шейки под шестерню и ступицу шкива.
9. Износ шпоночной канавки по ширине.
10. Увеличение длины передней коренной шейки.
11. Увеличение длины шатунных шеек.

Основные дефекты шатуна.

1. Изгиб или скручивание.
2. Износ отверстия нижней головки.
3. Износ отверстия под втулку в верхней головке.
4. Износ отверсттия во втулке верхней головки.
5. Уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головок.

Основные дефекты головки цилиндров.

1. Пробоины, прогар и трещины на стенках камеры сгорания, разрушение перемычек между гнездами.
2. Трещины на рубашке охлаждения.
3. Износ, риски или раковины на рабочих фасках седел клапанов.
4. Износ гнезд под седла клапанов.
5. Коробление поверхностей прилегания к блоку цилиндров.
6. Износ отверстия в направляющих втулках.
7. Износ отверстий под направляющие втулки клапана.
8. Срыв или износ резьбы под свечи.

Основные дефекты распределительного вала.

1. Погнутость вала.
2. Износ опорных шеек.
3. Износ кулачков.
4. Износ эксцентрика.
5. Износ шейки под распределительную шестерню.

2.5 Способы устранения дефектов

Блок цилиндров.

Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковычными 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… 120 на 4/5 толщины стенки. Заварку ведут после нагрева блока до температуры 600…650С ацителено-кислородным пламенем горелкой с мендштуком № 3, используя чугунные прутки диаметром 5 мм и флюс-буру. Шов должен выступать над поверхностью основного металла не более чем на 1,5 мм; руковины и шлаковые включения не допускаются. При охлаждении блока до 450С 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 электородов ПАНЧ-11 полуавтоматическую сварку можно производить без применения защитного газа. Трещины без предварительного нагрева блока можно заваривать электродами МНЧ-1, состоящими из проволоки монель и константана диаметром 3…4 мм, покрытой фтористо-кальциевой обмазкой (сила тока 130 А, напряжение 30…35 В, твердость направленного металла НВ 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.

Трещины, проходящие через перемычки между верхними посадочными поясками под гильзы цилиндров, ремонтируют пайкой-сваркой припоем ЛОМНА 49-1-10 с использованием флюса ФПСН-2. При этом применяют газовую сварку. Температура нагрева, кроме шва, не превышает 700…750С. Это снижает опасность отбела и образование трещин, повышает производительность труда по сравнению со сваркой с предварительным нагревом деталей, сохраняет геометрические размеры элементов деталей, прочность шва на разрыв не менее 300 МПа. Этот способ рекомендуется к применению при необходимости иметь прочный, герметичный и хорошо обрабатываемый шов.

Технологический процесс пайки-сварки заключается в разделке и обезжиривании трещины, нагреве разделанной трещины до температуры 300…400С, нанесении и расплавлении флюса с последующим равномерным распределением по разделке, заполнении шва раскаленным припоем, проковке шва после его затвердения медным молотком.

Заварка трещин в блоках цилиндров, отлитых из алюминиевых сплавов, имеет свои особенности: желательно, чтобы трещина находилась в горизонтальном положении, концы трещины засверливать не надо, разделку и зону шириной 15…20 мм необходимо зачистить до металлического блеска и затем место прохождения трещины простучать легкими ударами молотка.

Перед заваркой производят местный нагрев зоны трещины пламенем газовой горелки до температуры 300С. Заварку трещины осуществляют аргонно-дуговой сваркой с присадочной проволокой из алюминиевого сплава марки АК диаметром 4…6 мм. Сварка осуществляется на установках УГД-301 или УГД 501, предназначенных для проведения аргонно-дуговой сварки. Для закрепления вольфрамового электрода, подвода к нему сварочного тока и подачи в зону дуги защитного газа служат горелки ГРАД-200 или ГРАД-400. После сварки блок цилиндров медленно охлаждают, прикрыв нагретое место листом асбеста. Сварочный шов защищают от наплывов металла и окислов заподлицо с плоскостью основного металла шлифовальной машинкой с кругом диаметром 50 мм марки 12АУО СМК. Затем блок испытывают на герметичность под давлением 0,5 МПа.

Трещины можно заделывать и эпоксидной пастой, если они не проходят через поверхности, несущие нагрузки, по следующей технологии.

Поверхность вокруг трещины обрабатывают косточковой крышкой, а саму трещину разделывают шлифовальной машинкой под углом 60…90 на глубину 3/4 толщины стенки.

Концы трещины на блоках, отлитых из чугуна, засверливают сверлом диаметром 3…4 мм и в полученные отверстия забивают заглушки из медной или алюминиевой проволоки.

В зоне вокруг трещины шириной 30 мм создают шероховатость дробеструйной обработкой или насечкой и обезжиривают ее ацетоном.

На сухую поверхность наносят первый слой пасты до 1 мм, резко перемещая шпатель на поверхности металла. Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2мм, плавно перемещая шпатель по первому слою. Общая толщина слоя пасты по всей поверхности 3…4 мм. Блок помещают в сушильный шкаф, где при температуре 100С его выдерживают около 1 часа, обеспечивая при этом отвердение эпоксидной пасты. После отвердения потеки пасты срубают, неровности обрабатывают шлифовальным кругом.

Пробоины ремонтируют наложением заплат. На зачищенные и обезжиренные края пробоины наносят пасту, на которую накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прикатывают роликом. Заплата должна перекрывать пробоину со всех сторон на 15…20 мм. Затем на заплату и поверхность блока вокруг заплаты наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10…15 мм со всех сторон. В таком порядке накладывают до 8 слоев стеклоткани. Каждый слой прикатывают роликом. Последний слой покрывают полностью пастой.

Пробоины в блоках можно устранять также приваркой металлических заплат.

Изношенные торцы крышки первого коренного подшипника.

При толщине ее менее 26,90 мм восстанавливают постановкой полуколец или наплавкой сплавом ЛОМНА с последующей обработкой под размер рабочего чертежа. Задиры или деформации на торцевых поверхностях задней опоры под полукольца упорного подшипника при толщине менее 27,98 мм устраняют гальваническим натиранием с последующей обработкой торцов под размер рабочего чертежа.

Износ верхнего и нижнего посадочных отверстий под гильзу более диаметра 125,11 и диаметра 122,09 мм и более диаметра 137,56 и диаметра 134, 06 мм устраняют гальваническим натиранием или нанесением синтетических материалов.

Изношенные отверстия под толкатели до диаметра более 25,04 мм (22,03 мм) восстанавливают развертыванием под один из ремонтных размеров 0,2…0,4 (0,2 мм) на радиально-сверлильном станке. Блок цилиндров устанавливают под углом 45 на приспособление, используя в качестве базы привалочную плоскость и технологические отверстия. Затем с той же установки снимают фаски 1,5 45.

При износе отверстий под толкатели до диаметра более 25,8 (22,2 мм) их восстанавливают постановкой ДРД; отверстия развертывают до диаметра 30,00,045 (27,0 0,045 ) мм, снимают фаски 0,5 45, запрессовывают втулки, совместив маслянные отверстия во втулки и блоки, и развертывают втулки под размер рабочего чертежа.

Шероховатость этих поверхностей должна соответствовать Ra = 0,63 мкм.

Изношенные отверстия под втулки распределительного вала восстанавливают расточкой на станке под оидин из двух ремонтных размеров с интервалом 0,25 мм. Шероховатость поверхности после расточки должна соответствовать Ra = 1,25 мкм. В основные или ремонтные отверстия под втулки запрессовывают втулки распределительного вала и растачивают на станке после установки резцов на борштанге на размер по рабочему чертежу или один из ремонтных размеров: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 (0,2; , 0,4) мм. При запрессовке втулок необходимо обеспечить совпадение маслянных отверстий в блоке и втулок.

Изношенные гнезда вкладышей коренных подшипников восстанавливают по следующей технологии:

Крышки коренных подшипников снимают и маркируют. Затем их приварочные плоскости фрезеруют или шлифуют на величину 0,7…0,8 мм, устанавливают на место, затягивают болты моментом 110…130 Нм (210..330,5 Нм) и растачивают за один проход, обеспечивая шероховатость поверхности Ra = 0,63 мкм.

Гнезда коренных подшипников имеют два ремонтных размера:

1. первый диаметр 100 мм для двух ремонтных размеров коренных шеек коленчатого вала Р1 - 94,5-,0,015 , Р2 - 94,0-0,015 мм.
2. второй диаметр 100,5 мм для трех ремонтных размеров коренных шеек Р3 - 95,0-0,015 , Р4 - 94,5-0,015 , Р5 - 94,0-0,015 мм.

Повреждение резьбы устраняют:

1. при срыве менее двух ниток – прогонкой инструментом того же размера;
2. при срыве более двух ниток – постановкой ввертыша или пружинно-резьбовой вставки, а также заваркой и последующим сверлением и нарезанием резьбы по рабочему чертежу.
3. После ремонта блоки цилиндров испытывают на герметичность.

Восстановленные блоки должны отвечать следующим техническим требованиям:

1. неперпендикулярность осей поверхностей под гильзы цилиндров относительно общей оси гнезд под вкладыши коренных подшипников не более 0,1 мм на длине 100 мм;
2. несоосность отверстий втулок распределительного вала не более 0,03 мм на всей длине;
3. непараллельность общей оси отверстий во втулках распределительного вала относительно оси гнезд под вкладыши крайних коренных подшипников не более 0,06 мм;
4. расстояние между указанными осями, замеренное по переднему торцу блока цилиндров, должно быть 130, 216 0,025 мм;
5. неперпендикулярность осей отверстий под толкатели относительно общей оси отверстий под втулки распределительного вала не более 0,08 мм на длине 100 мм.

Отверстия втулок распределительного вала, как и отверстия под толкатели, должны иметь одноименный размер (по рабочему чертежу или один из ремонтных).

Гильзы цилиндров.

Износ отверстий под поршень устраняют расточкой с последующим хонингованием под один из двух ремонтных размеров 0,5 и 1,0.

Расточка осуществляется на алмазно-расточных станках резцами, оснащенных пластинками ВК 6 с подачей 0,14 мм/об и скоростью резания около 100 м/мин.

Широкое распространение получают резцы с припаянными пластинками из гесанита-Р (сверхтвердый материал на основе нитрида бора), применение которого обеспечивает шероховатость Ra = 0,63…0,32 мкм, высокую точность обработки и повышают производительность труда в 2…5 раз, а стойкость инструмента в 5…20 раз. Режим обработки:

1. глубина резания 0,3 мм;
2. подача 0,08 мм/об;
3. скорость резания 250 м/мин.

На столе станка гильзу закрепляют специальным приспособлением.

После расточки отверстие предварительно и окончательно обрабатывают на хонинговальных станках типа 3Г 833.

Предарительное (черновое) хонингование ведут брусками БХ-6С-100СТ 1К или алмазными брусками АС 6-100-М1 при режиме:

1. окружения скорость 60…80 м/мин;
2. возвратно-поступательная скорость 15…25 м/мин;
3. давление на бруски 0,5…1,0 МПа;
4. смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) - керосин;
5. припуск на хониногование 0,05 мм.

В последнее время получило распространение алмазное плосковершинное хонингование (АПХ), которое выполняется алмазными брусками АСК 250/200 100М1 на режимах:

1. подача 15 м/мин;
2. скорость резания 30 м/мин;
3. удельное давление брусков 0,8 МПа;
4. СОЖ - керосин.

Замена абразивного инструмента алмазным при хонинговании позволяет повысить стойкость брусков, уменьшить шероховатость поверхности, значительно уменьшить отвесртия гильз (при обработке АПХ износ уменьшается в 3 раза).

Износ верхнего (допустимый диаметр без ремонта 124,94 мм) и нижнего (допустимый диаметр без ремонта 121,73 мм) посадочных поясков гильз двигателя устраняют гальваническим натиранием до размера по рабочему чертежу.

После окончательного хонингования определяют размерную группу отверстия в гильзе и буквенное ее обозначение, выбирают на верхнем торце. Размеры отверстий гильз, устанавливаемых на один двигатель, должны быть одинаковыми.

После ремонта гильзы цилиндров должны отвечать следующим техническим требованиям:

1. нецилиндричность отверстия не более 0,02 мм;
2. радиальное биение центрирующих поясков относительно оси отверстия не более 0,15 мм;
3. непаралелльность оси поверхностей центрирующих поясков и отверстия не более 0,03 мм.

Коленчатый вал.

Изгиб коленчатого вала устраняют правкой на прессе.

Вал устанавливают на призму крайними коренными шейками и, обеспечивая передачу усилия на среднюю шейку, перегибают в противоположную сторону, превышающую прогиб примерно в 10 раз. Допустимая радиальное биение без ремонта 0,05 мм.

Чугунные коленчатые валы правят методом наклепа. После определения биения шеек вал устанавливают так, чтобы внутренняя поверхность шейки с задирами была обращена вверх, и затем специальной оправкой (типа тупого зубила), направленной в галтель шейки, при помощи пневматического молотка, наклепывают галтели с перекрытием образующихся лунок, периодически проверяя индикатором вал на биение, доводя его до значения 0,05…0,08 мм. Время на правку этим способом 10…15 мин.

Износ наружной поверхности фланца до диаметра менее 139,96 мм устраняют накаткой (шаг сетчатой накатки 1,2 мм) или наплавкой с последующей обработкой до размера по рабочему чертежу.

Биение торцовой поверхности фланца устраняют протачиванием ее «как чисто», выдерживая толщину фланца не менее 11 мм.

Изношенные шпоночные и маслогонные канавки восстанавливают наплавкой с последующей обработкой до размера по рабочему чертежу.

Изношенное отверстие под подшипник восстанавливают постановкой ДРД. При этом коленчатый вал устанавливают на токарно-винторезный станок, используя в качестве базовых поверхностей шейки под распределительную шестерню и пятую коренную, растачивают отверстия до диаметра 60,00,060 мм, запрессовывают ремонтную втулку до упора и растачивают ее до размера по рабочему чертежу.

Износ коренных и шатунных шеек в пределах ремонтных размеров устраняют перешлифовкой и последующей полировкой под один из них.

Уменьшение диаметра шеек коленчатого вала ЗИЛ-130 при обработке под ремонтные размеры происходит на величину 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,5.

Шлифование шеек производят на круглошлифовальных станках 3А432 шлифовальными кругами для стальных валов 15А 40 ПСТ1Х8К, для чугунных - 54С 46СМ28К, размером ПП 90030305.

Рекомедуемые режимы резания:

1. скорость вращения шлифовального круга 25…30 м/с;
2. коленчатого вала 10…12 м/мин для шатунных шеек и для коренных шеек 18…20 м/мин;
3. поперечная подача шлифовального круга 0,006 мм.

При шлифовании необходимо выдержать радиус галтелей и не увеличивать длину шатунных шеек.

Первоначально шлифуют коренные шейки после установки вала в центрах станка фланцем к задней бабке.

Забитость центровых отверстий устраняют проточкой фасок на токарно-винторезном станке с использованием в качестве базовых поверхностей шейки под шестерню и наружный диаметр фланца.

При шлифовании шатунных шеек вал устанавливают в центросмесители, обеспечивая совмещение оси данной шатунной шейки с осью станка (радиус кривошипа - 47,50 0,08 мм). Шлифование ведут, начиная с первой шейки, для шлифования следующих шеек вал поворачивают вокруг оси на соответствующий угол (вторую и третью шейки по отношению к первой на 90 10, четвертую на 180 10).

Все коренные и шатунные шейки должни иметь один размер. На переднем противовесе коленчатого вала ставят клеймо с указанием ремонтных размеров коренных (Р1к …Р3К ) и шатунных (Р1Ш …Р5Ш ) шеек. Острые кромки фасок масляных каналов коренных и шатунных шеек притупляют шлифовальным конусным абразивным инструментом, используя пневматическую сверлилку.

Для получения необходимой шероховатости поверхности шейки подвергают суперфинишированию на станке типа 2К34, время около 1 минуты.

Применяемые бруски:

1. белый электрокорунд марки ЛОЗ-3 сечением 2020. В последнее время необходимую шерохотоватость поверхности получают выглаживанием алмазным или твердосплавным инструментом. Так, после наплавки шеек коленчатого вала под флюсом АН-348А с добавкой легирующих элементов чистовое шлифование заменяют выглаживанием гладилкой из материала Т30К4, что позволяет повысить производительность труда на 30 %. Режимы обработки:
2. радиус гладилки 3,5…4,5 мм;
3. усилие прижима 400…600 Н;
4. подача 0,07…0,11 мм/об;
5. скорость выглаживания 45…70 м/мин;
6. охлаждение масло МС-20.

Шейки валов, вышедшие за пределы последнего ремонтного размера, восстанавливают наплавкой под слоем флюса АН 348А проволокой Нп - 30ХГСА с последующей нормализацией, обточек шеек, упрочнением галтелей поверхностным пластическим деформированием, закалкой их ТВЧ, шлифованием и полированием под размер рабочего чертежа.

При этом способе содержание операций по восстановлению шеек коленчатого вала может быть следующим:

1. наплавка коренных и шатунных шеек;
2. черновое шлифование коренных и шатунных шеек;
3. правка вала;
4. чистовое шлифование шеек и полирование под размер рабочеого чертежа.

Изношенные шейки под шестерню и ступицу шкива до диаметра менее 45,92 мм восстанавливают до размера рабочего чертежа хромированием или наплавкой.

Изношенные шпоночные канавки и маслосгонные канавки восстанавливают наплавкой с последующей обработкой до размеров рабочего чертежа.

Увеличение длинных шатунных шеек более допустимого размера ведет к выбраковке вала. Увеличение длины передней коренной шейки вала ЗИЛ-130 и задней шейки вала.

Восстановление шатуна начинают с устранения изгиба и скручивания (допустимые значения изгиба и скручивания для ЗИЛ-130 - 0,04 мм). При изгибе и скручивании, превышающих допустимые значения, шатун правя под прессом, применяя правку с перегибом, что снижает остаточные напряжения.

При износе отверстия в нижней головке более 69,52 мм плоскости разъема шатуна и крышки фрезеруют, а затем отверстия растачивают до размера по рабочему чертежу. Для восстановления этих отверстий можно рекомендовать также железнение. Шатуны и крышки при фрезерование плоскостей разъема закрепляют в специальном приспособлении.

Обработку производят на вертикально-фрезерном станке, используя торцевую фрезу диаметром 160 мм с вставными ножами, изготовленными из стали Р 18. Толщина снимаемого слоя до 0,25 мм. При небольших износах отверстия в нижней головке торца крышки шлифуют на глубину 0,08 мм.

Замочные пазы под вкладыши углубляют дисковой фрезой диаметром 50 мм на горизонтально-фрезерном станке, обеспечивая ширину, глубину и расстояние от боковой поверхности до паза по рабочему чертежу. Расточку отверстия в нижней головке шатуна производят на алмазно-расточном станке 2А78, оставляя припуск на последующую обработку 0,01…0,03 мм, и снимают с двух сторон фаски 0,545. До размера по рабочему чертежу диаметром 69,5+0,012 мм расточное отверстие доводят брусками из синтетических алмазов марок АСМ 28 М1 и АСМ 40 М1 на вертикально-хонинговальном станке 3А833, используя СОЖ, состоящую из 70 % керосина и 30 % веретенного масла при частоте вращения головки 35…40 мин-1 , скорости возвратно-поступательного движения 8… 12 м/мин, давлении брусков на обрабатываемую поверхность 0,3…0,6 МПа, и продолжительностью обработки 20…25 с.

Втулки верхней головки шатунов при КР заменяют новыми. Новую втулку запрессовывают под прессом так, чтобы стик ее был расположен под углом 90 к оси симметрии шатуна против часовой стрелки, затем втулку обрабатывают прошивкой до размера диаметра 27,5+0,045 мм (усилие запрессовки после обработки должно быть не менее 6 кН), сверлят отверстие для прохождения масла диаметром 5 мм, с двух сторон снимают фаски 0,7545 и растачивают втулку до размера по рабочему чертежу диаметром 28,0+0,007 -0,003 мм.

Расточку втулок производят на специальных или токарно-винторезных станках после установки шатуна в приспособление, используя как базу отверстия в нижней головки, что обеспечивает параллельность осей отверстий верхней и нижней головок шатуна.

Уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головок менее 184,9 мм является выбраковочным признаком. При восстановлении отверстий в нижней головке шатуна железнением это расстояние может быть при расточке отверстия выдержано в требуемых размерах по рабочему чертежу 185 0,05 мм.

После ремонта шатуны должны отвечать следующим техническим требованиям:

1. нецилиндричность отверстия нижней головки должна быть не более 0,080 мм;
2. шероховатость должна соотвествовать Ra = 0,050 мкм;
3. нецилиндричность отверстия головки верхней головки соответственно 0,040 мм;
4. шероховатость – Ra = 1,25 мкм.

Головка цилиндров.

Пробоины, прогар и трещины на стенках камеры сгорания, разрушение перемычек между гнездами являются выбраковычными признаками.

Трещины на рубашке охлаждения и на поверхности прилегания к блоку цилиндра устраняют заваркой с использованием аргонно-дуговой сваркой. В качестве присадочного материала используют проволоку СВ-АК12 диаметром 4 мм.

Дефектные фаски в седлах клапанов шлифуют у выпускных под углом 45, а у впускных 60 к оси направляющих втулок и затем притирают к ним клапаны. В качестве притирочного материала используют электрокорунд, карбид кремния, карборунд, приготавливают на их основе притирочные пасты (1/3 вышеуказанного компонента и 2/3 дизельного масла М - 10В2 , и М - 10Г2 ).

Ширина рабочей фаски должна быть у впускных клапанов 2,0…2,5 мм, а у выпускных 1,5…2,0 мм. Оправки для шлифовальных кругов и стержни клапанов центрируют по предварительно обработанной направляющей втулке. Фаску седла клапана шлифуют и притирают «как чисто» и проверяют конусным калибром.

При снижении калибра на величину более одного мм седла заменяют. Замену седла осуществляют также при ослабленной посадке его в гнезде головки цилиндра. При этом отверстия под седло растачивают под ремонтный размер:

1. для впускного седла до диаметра 56,8+0,03 мм;
2. для выпускного - до диаметра 46,3+0,027 мм

и запрессовывают седла ремонтных размеров:

1. впускные - диаметр 57,0-0,03 мм;
2. выпускные - диаметр 46,5-0,025 мм.

Расточку отверстия ведут на глубину 9 мм, базируя резцовую головку по отверстию в направляющей втулке клапана. При запрессовке седел рекомендуется головку нагреть до температуры 180С, а седла охлаждать в среде сжиженного азота при температуре -196С.

Коробление поверхностей прилегания к блоку цилиндров устраняют обработкой ее на вертикально-фрезерном станке 615 фрезой диаметром 250 мм вставными ножами из сплава ВБ8.

Плоскость разъема фрезеруют не менее 18,3 мм.

При износе отверстий под направляющие втулки более допустимого размера их восстанавливают развертыванием под один из ремонтных размеров диаметров 19,3+0,033 или 19,6+0,033 мм с последующей запрессовкой втулок тех же ремонтных размеров диаметром 19,3+0,065 +0,047 или 19,6+0,065 +0,047 мм, которые клеймят Р1 и Р2 .

Срыв или износ резьбы под свечи М141,25 - 6 Н устраняют постановкой ввертышей ДРД. Неравномерный износ поверхностей под свечи устраняют их цекованием. Размер менее 8 мм является выбраковочным признаком для головки блока цилиндров.

Распределительные валы.

Восстановление распределительного вала начинается с исправления центровых фасок на токарно-винторезном станке, используя в качестве базовых поверхностей шейку под распределительную шестерню и последнюю опорную шейку.

Изношенные опорные шейки шлифуют до одного из пяти ремонтных размеров.

При нарушении профиля кулачков их шлифуют на копировально-шлифовальных станках шлифовальным кругом ПП 60020305 марки 15А40ПСМК 5, и затем полируют, как и шейки.

При износе более а - б = 5,8 мм допускается наплавка вершины кулачка соршайтом № 1 ацителено-кислородным пламенем с использованием флюса: бура 50 %, двууглекислой соды 47 %, кремнезем 3 %. После наплавки кулачки обрабатывают.

Изношенный эксцентрик восстанавливают шлифованием на кругло-шлифовальном станке с обеспечением смещения оси эксцентрика по отношению к оси шпинделя на величину эксцентриситета.

При диаметре эксцентрика менее 42,2 мм вал бракуют.

Изношенную шейку под распределительную шейку восстанавливают хромированием или железнением.

Перед гальваническим покрытием шейку шлифуют до диаметра 29,8 мм по всей длине, затем наращивают до диаметра 31,2 мм и вновь шлифуют до размера по рабочему чертежу диаметром 30,0+0,036 +0,015 мм.

3 Организация рабочего места автослесаря и техника безопасности при ремонте

Слесарь должен соблюдать требования инструкции по охране труда:

1. при вывешивании автомобиля и работе под ним;
2. при снятии и установке колес автомобиля;
3. при передвижении по территории и производственным помещениям автотранспортного предприятия;
4. по предупреждению пожаров и предотвращению ожогов.

Заметив нарушение требований безопасности другим работником, слесарь должен предупредить его о необходимости их соблюдения.

Слесарь должен выполнять также указания представителя совместного комитета (комиссии) по охране труда или уполномоченного (доверенного) лица по охране труда профсоюзного комитета.

Слесарь должен знать и уметь оказывать доврачебную помощь пострадавшему.

Слесарь не должен приступать к выполнению разовых работ, не связанных с прямыми обязанностями по специальности, без получения целевого инструктажа.

К самостоятельной работе по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей допускаются лица, имеющие соответствующую квалификацию, получившие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте по охране труда, прошедшие проверку знаний по управлению грузоподъемными механизмами.

Слесарь, не прошедший своевременно повторный инструктаж по охране труда (не реже 1 раза в 3 месяца), не должен приступать к работе.

Слесарь обязан соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, утвержденные на предприятии.

Продолжительность рабочего времени слесаря не должна превышать 40 ч в неделю.

Продолжительность ежедневной работы (смены) определяется правилами внутреннего трудового распорядка или графиками сменности, утверждаемыми работодателем по согласованию с профсоюзным комитетом.

Слесарь должен знать, что наиболее опасными и вредными производственными факторами, действующими на него при проведении технического обслуживания и ремонта транспортных средств, являются:

1. автомобиль, его узлы и детали;
2. оборудование, инструмент и приспособления;
3. электрический ток;
4. этилированный бензин;
5. освещенность рабочего места.

Автомобиль, его узлы и детали – в процессе ремонта возможно падение вывешенного автомобиля или снимаемых с него узлов и деталей, что приводит к транслированию.

Гаражно – ремонтное и технологическое оборудование, инструмент, приспособления – применение неисправного оборудования, инструмента и приспособлений приводит к травмированию.

Слесарю запрещается пользоваться инструментом, приспособлениями, оборудованием, обращению с которыми он не обучен и не проинструктирован.

Электрический ток – при несоблюдении правил и мер предосторожности может оказывать на людей опасное и вредное воздействие, проявляющееся в виде электротравм (ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи), электроударов.

Бензин, особенно этилированный – действует отравляюще на организм человека при вдыхании его паров, загрязнении им тела, одежды, попадании его в организм с пищей или питьевой водой.

Освещенность рабочего места и обслуживаемого (ремонтируемого) узла, агрегата – недостаточная (избыточная) освещенность вызывает ухудшение (перенапряжение) зрения, усталость.

Слесарь должен работать в специальной одежде и в случае необходимости использовать другие средства индивидуальной защиты.

В соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи рабочим и служащим специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты слесарю выдаются:

При выполнении работ по разборке двигателей, транспортировке, переноске и промывке деталей двигателей, работающих на этилированном бензине:

1. костюм вискозно - лавсановый;
2. фартук резиновый;
3. сапоги резиновые;
4. перчатки резиновые.

При выполнении работ по разборке, ремонту и техническому обслуживанию автомобилей и агрегатов:

1. костюм вискозно - лавсановый;
2. рукавицы комбинированные.
3. При работе с этилированным бензином дополнительно:
4. фартук прорезиненный; перчатки резиновые.

На наружных работах зимой дополнительно:

1. куртка хлопчатобумажная на утепляющей прокладке;
2. брюки хлопчатобумажные на утепляющей прокладке.

Слесарь должен соблюдать правила пожарной безопасности, уметь пользоваться средствами пожаротушения. Курить разрешается только в специально отведенных местах.

Слесарь во время работы должен быть внимательным, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры.

О замеченных нарушениях требований безопасности на своем рабочем месте, а также о неисправностях приспособлений, инструмента и средств индивидуальной защиты слесарь должен сообщить своему непосредственному руководителю и не приступать к работе до устранения замеченных нарушений и неисправностей.

Слесарь должен соблюдать правила личной гигиены. Перед приемом пищи или курением необходимо мыть руки с мылом, а при работе с деталями автомобиля, работавшего на этилированном бензине, предварительно обмыть руки керосином.

Для питья пользоваться водой из специально предназначенных для этой цели устройств (сатураторы, питьевые баки, фонтанчики и т.п.).

Перед началом работы слесарь должен:

1. Одеть специальную одежду и застегнуть манжеты рукавов.
2. Осмотреть и подготовить свое рабочее место, убрать все лишние предметы, не загромождая при этом проходы.
3. Проверить наличие и исправность инструмента, приспособлений, при этом:
4. гаечные ключи не должны иметь трещин и забоин, губки ключей должны быть параллельны и не закатаны;
5. раздвижные ключи не должны быть ослаблены в подвижных частях;
6. слесарные молотки и кувалды должны иметь слегка выпуклую, некосую и несбитую, без трещин и наклепа поверхность бойка, должны быть надежно укреплены на рукоятках путем расклинивания заершенными клиньями;
7. рукоятки молотков и кувалд должны иметь гладкую поверхность;
8. ударные инструменты (зубила, крейцмейсели, бородки, керны и пр.) не должны иметь трещин, заусенцев и наклепа. Зубила должны иметь длину не менее 150 мм;
9. напильники, стамески и прочие инструменты не должны иметь заостренную нерабочую поверхность, быть надежно закреплены на деревянной ручке с металлическим кольцом на ней;
10. электроинструмент должен иметь исправную изоляцию токоведущих частей и надежное заземление.
11. Проверить состояние пола на рабочем месте. Пол должен быть сухим и чистым. Если пол мокрый или скользкий, потребовать, чтобы его вытерли или посыпали опилками, или сделать это самому.
12. Перед использованием переносного светильника проверить, есть ли на лампе защитная сетка, исправны ли шнур и изоляционная резиновая трубка. Переносные светильники должны включаться в электросеть с напряжением не выше 42 В.

Во время работы слесарь должен:

1. Все виды технического обслуживания и ремонта автомобилей на территории предприятия выполнять только на специально предназначенных для этой цели местах (постах).
2. Приступать к техническому обслуживанию и ремонту автомобиля только после того, как он будет очищен от грязи, снега и вымыт.
3. После постановки автомобиля на пост технического обслуживания или ремонта обязательно проверить, заторможен ли он стояночным тормозом, выключено ли зажигание (перекрыта ли подача топлива в автомобиле с дизельным двигателем), установлен ли рычаг переключения передач (контроллера) в нейтральное положение, перекрыты ли расходные и магистральный вентили на газобаллонных автомобилях, подложены ли специальные противооткатные упоры (башмаки) не менее двух под колеса. В случае невыполнения указанных мер безопасности сделать это самому.
4. На рулевое колесо повесить табличку «Двигатель не пускать – работают люди». На автомобиле, имеющем дублирующее устройство для пуска двигателя, повесить аналогичную табличку у этого устройства.
5. После подъема автомобиля подъемником на пульте управления подъемником повесить табличку «Не трогать – под автомобилем работают люди!», а при подъеме гидравлическим подъемником после его поднятия зафиксировать подъемник упором от самопроизвольного опускания.
6. Ремонт автомобиля снизу вне осмотровой канавы, эстакады или подъемника производить только на лежаке.
7. Для безопасного перехода через осмотровые канавы, а также для работы спереди и сзади автомобиля пользоваться переходными мостиками, а для спуска в осмотровую канаву – специально установленными для этой цели лестницами.
8. Снимать или ставить колесо вместе с тормозным барабаном при помощи специальной тележки. Если снятие ступиц затруднено, применять для их снятия специальные съемники.
9. Все работы по техническому обслуживанию и ремонту автомобиля производить при неработающем двигателе, за исключением работ, технология проведения которых требует пуска двигателя. Такие работы проводить на специальных постах, где предусмотрен отсос отработавших газов.
10. Для пуска двигателя и передвижения автомобиля обратиться к водителю, перегонщику, бригадиру иди слесарю, назначенным приказом по предприятию для выполнения этой работы.
11. Перед пуском двигателя убедиться, что рычаг переключения передач (контроллера) находится в нейтральном положении и что под автомобилем и вблизи вращающихся частей двигателя нет людей. Осмотр автомобиля снизу производить только при неработающем двигателе.
12. Перед проворачиванием карданного вала проверить, выключено ли зажигание, а для дизельного двигателя - отсутствие подачи топлива. Рычаг переключения передач установить в нейтральное положение, а стояночный тормоз - освободить. После выполнения необходимых работ снова затянуть стояночный тормоз. Проворачивать карданный вал только с помощью специального приспособления.
13. Снимать двигатель с автомобиля и устанавливать на него только тогда, когда автомобиль находится на колесах или на специальных подставках - козелках.
14. Перед снятием колес, подставить под вывешенную часть автомобиля, прицепа, полуприцепа козелки соответствующей грузоподъемности и опустить на них вывешенную часть, а под неподнимаемые колеса установить специальные противооткатные упоры (башмаки) в количестве не менее двух.
15. Для перегонки автомобиля на стоянку внутри предприятия и проверки тормозов на ходу вызвать дежурного или закрепленного водителя.
16. При разборочно - сборочных и других крепежных операциях, требующих больших физических усилий, применять съемники, гайковерты и т.п. Трудноотворачиваемые гайки при необходимости предварительно смачивать керосином или специальным составом ("Унисма", ВТВ и т.п.).
17. Перед началом работы с грузоподъемным механизмом убедиться в его исправности и соответствии веса поднимаемого агрегата грузоподъемности, указанной на трафарете грузоподъемного механизма, не просрочен ли срок его испытания, а на съемных грузозахватных приспособлениях - наличие бирок, с указанием допустимой массы поднимаемого груза.
18. Для снятия и установки узлов и агрегатов весом 20 кг и более (для женщин 10 кг) пользоваться подъемными механизмами, оборудованными специальными приспособлениями (захватами), другими вспомогательными средствами механизации.
19. При перемещении деталей вручную соблюдать осторожность, так как деталь (агрегат) может мешать обзору пути движения, отвлекать от наблюдения за движением и создавать неустойчивое положение тела.
20. Перед снятием узлов и агрегатов, связанных с системами питания, охлаждения и смазки, когда возможно вытекание жидкости, сначала слить из них топливо, масло или охлаждающую жидкость в специальную тару.
21. Перед снятием газовой аппаратуры, баллонов или подтягивании гаек соединений убедиться в отсутствии в них газа.
22. Перед снятием рессоры обязательно разгрузить ее от веса автомобиля путем поднятия передней или задней части автомобиля с последующей установкой рамы на козелки.
23. При работе на поворотном стенде – опрокидывателе надежно укрепить автомобиль, предварительно слив топливо и охлаждающую жидкость, закрыть плотно маслозаливную горловину и снять аккумуляторную батарею.
24. При ремонте и обслуживании автобусов и грузовых автомобилей с высокими кузовами пользоваться подмостями или лестницами - стремянками.
25. Для проведения работ под поднятым кузовом автомобиля - самосвала или самосвального прицепа и при работах по замене или ремонту подъемного механизма или его агрегатов предварительно освободить кузов от груза, обязательно установить дополнительное инвентарное приспособление (упор, фиксатор, штангу).
26. Перед ремонтом автомобили – цистерны для перевозки легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных и т.п. грузов, а также резервуаров для их хранения полностью очистить от остатков вышеуказанных продуктов.
27. Производить очистку или ремонт внутри цистерны или резервуара из-под этилированного бензина, легковоспламеняющихся и ядовитых жидкостей, в специальной одежде, со шланговым противогазом, спасательным поясом с веревкой; вне резервуара – должен находиться специально проинструктированный помощник. Шланг противогаза должен быть выведен наружу через люк (лаз) и закреплен с наветренной стороны. К поясу рабочего внутри резервуара прикрепляется прочная веревка, свободный конец которой должен быть выведен через люк (лаз) наружу и надежно закреплен. Помощник, находящийся наверху, должен наблюдать за работающим, держать за веревку, страхуя работающего в резервуаре.
28. Ремонтировать топливные баки, только после полного удаления остатков топлива и обезвреживания.
29. Работы по техническому обслуживанию и ремонту холодильных установок на автомобилях - рефрижераторах выполнять в соответствии с действующими правилами по технике безопасности при их ремонте.
30. Перед проведением работ по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей, работающих на газовом топливе, предварительно поднять капот для проветривания подкапотного пространства.
31. Слить (выпустить) газ из баллонов автомобиля, на котором должны проводиться работы, связанные с устранением неисправностей газовой системы питания или ее снятием, на специально отведенном мосте (посту), а баллоны продуть сжатым воздухом, азотом или другим инертным газом.
32. Работы по снятию, установке и ремонту газовой аппаратуры выполнять только с помощью специальных приспособлений, инструмента и оборудования.
33. Проверить герметичность газовой системы сжатым воздухом, азотом или иными инертными газами при закрытых расходных и открытом магистральном вентилях.
34. Шланги на штуцерах крепить хомутиками.
35. Удалять разлитое масло или топливо с помощью песка или опилок, которые после использования следует ссыпать в металлические ящики с крышками, устанавливаемые вне помещения.
36. Во время работы располагать инструмент так, чтобы не возникала необходимость тянуться за ним.
37. Правильно подбирать размер гаечного ключа, преимущественно пользоваться накидными и торцевыми ключами, а в труднодоступных местах - ключами с трещотками или с шарнирной головкой.
38. Правильно накладывать ключ на гайку, не поджимать гайку рывком.
39. При работе зубилом или другим рубящим инструментом пользоваться защитными очками для предохранения глаз от поражения металлическими частицами, а также надевать на зубило защитную шайбу для защиты рук.
40. Выпрессовывать туго сидящие пальцы и втулки только с помощью специальных приспособлений.
41. Снятые с автомобиля узлы и агрегаты складывать на специальные устойчивые подставки, а длинные детали класть только горизонтально.
42. Проверять соосность отверстий конусной оправкой.
43. При работе на сверлильных станках устанавливать мелкие детали в тиски или специальные приспособления.
44. Удалять стружку из просверленных отверстий только после отвода инструмента и остановки станка.
45. При работе на заточном станке следует стоять сбоку, а не против вращающегося абразивного круга, при этом использовать защитные очки или экраны. Зазор между подручником и абразивным кругом не должен превышать 3 мм.
46. При работе электроинструментом напряжением более 42 В пользоваться защитными средствами (диэлектрическими резиновыми перчатками, калошами, ковриками), выдаваемыми совместно с электроинструментом.
47. Подключать электроинструмент к сети только при наличии исправного штепсельного разъема.
48. При прекращении подачи электроэнергии или перерыве в работе отсоединять электроинструмент от электросети.
49. Удалять пыль и стружку с верстака, оборудования или детали щеткой - сметкой или металлическим крючком.
50. Использованный обтирочный материал убирать в специально установленные для этой цели металлические ящики и закрыть крышкой.
51. Если на тело и средства индивидуальной защиты попал бензин или другая легковоспламеняющаяся жидкость, не подходить к источнику открытого огня, не курить и не зажигать спички.
52. При работе с этилированным бензином или деталями двигателя, работающего на этилированном бензине, соблюдать следующие требования:
53. обезвредить детали керосином;
54. немедленно удалять пролитый бензин, а это место обезвреживать раствором хлорной извести;
55. перелить этилированный бензин с помощью специального приспособления.
56. Перемещать вывешенные на подъемно - транспортных механизмах агрегаты с помощью крюков и расчалок.

Слесарю запрещается:

1. выполнять работы под автомобилем или агрегатом, вывешенным только на подъемном механизме (кроме стационарных электроподъемников) без подставки козелков или других страхующих устройств;
2. поднимать агрегаты при косом натяжении троса или цепи подъемного механизма, а также зачаливать агрегаты стропой, проволокой и т.п.;
3. работать под поднятым кузовом автомобиля - самосвала, самосвального прицепа без специального инвентарного фиксирующего приспособления;
4. использовать случайные подставки и подкладки вместо специального дополнительного упора;
5. работать с поврежденными или неправильно установленными упорами;
6. выполнять какие-либо работы на газовой аппаратуре или баллонах, находящихся под давлением;
7. переносить электрический инструмент, держа его за кабель, а также касаться рукой вращающихся частей до их остановки;
8. сдувать пыль и стружку сжатым воздухом, направлять струю воздуха на стоящих рядом людей или на себя;
9. хранить на рабочем месте промасленные обтирочные материалы и хранить чистые обтирочные материалы вместе с использованными;
10. применять этилированный бензин для мытья деталей, рук и т.д.; засасывать бензин ртом через шланг;
11. мыть агрегаты, узлы и детали и тому подобное легковоспламеняющимися жидкостями;
12. загромождать проходы между стеллажами и выходы из помещений материалами, оборудованием, тарой, снятыми агрегатами и т.п.;
13. хранить отработанное масло, порожнюю тару из-под топлива и смазочных материалов;
14. выносить специальную одежду, загрязненную этилированным бензином, из предприятия, а также входить в ней в столовую и служебные помещения;
15. применять приставные лестницы;
16. выпускать сжатый газ в атмосферу или сливать сжиженный газ на землю;
17. при открывании и закрывании магистрального и расходного вентилей применять дополнительные рычаги;
18. использовать для крепления шлангов проволоку или иные предметы;
19. скручивать, сплющивать и перегибать шланги и трубки, использовать замасленные шланги;
20. использовать гайки и болты со смятыми гранями;
21. держать мелкие детали руками при их сверлении;
22. устанавливать прокладки между зевом ключа и гранями гаек, болтов, а также наращивать ключи трубами или другими предметами;
23. применять сухую хлорную известь для обезвреживания листа, облитого этилированным бензином;
24. вывешенные на подъемных механизмах агрегаты толкать или тянуть руками;
25. работать при получении сигнала о перемещении конвейера.

Требования безопасности в аварийных ситуациях:

О каждом несчастном случае, очевидцем которого он был, слесарь должен немедленно сообщать работодателю, а пострадавшему оказать доврачебную помощь, вызвать врача или помочь доставить пострадавшего в здравпункт или ближайшее медицинское учреждение.

Если несчастный случай произошел с самим слесарем, он должен по возможности обратиться в здравпункт, сообщить о случившемся работодателю или попросить сделать это кого-либо из окружающих.

В случае возникновения пожара немедленно сообщить в пожарную охрану, работодателю и приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения.

Требования безопасности по окончании работы

По окончании работы слесарь обязан:

1. Отключить от электросети электрооборудование, выключить местную вентиляцию.
2. Привести в порядок рабочее место. Убрать приспособления, инструмент в отведенное для них место.
3. Если автомобиль остается на специальных подставках (козелках), проверить надежность его установки. Запрещается оставлять автомобиль, агрегат вывешенным только подъемным механизмом.
4. Снять средства индивидуальной защиты и убрать их в предназначенное для них место. Своевременно сдавать специальную одежду и другие средства индивидуальной защиты в химчистку (стирку) и ремонт.
5. Вымыть руки с мылом, а после работы с деталями и узлами двигателя, работающего на этилированном бензине, необходимо предварительно мыть руки керосином.
6. О всех недостатках, обнаруженных во время работы известить своего непосредственного руководителя.

Представленные типовые инструкции по охране труда для основных профессий и видов работ наряду с Правилами по охране труда на автомобильном транспорте, утвержденными в декабре 1995 г., и другими нормативными и методическими документами предназначены для создания информационно - методической базы по охране труда для руководителей и специалистов автотранспортных предприятий.

На основе типовых инструкций на каждом автотранспортном предприятии с учетом специфики условий его работы разрабатываются и утверждаются инструкции для определенных профессий работающих, а также для отдельных наиболее травмоопасных видов работ. Ответственность за своевременную и качественную разработку инструкций по охране труда на каждом автотранспортном предприятии возлагается на его руководителя. Разработку инструкций обязаны осуществлять руководители цехов (участков), механики, мастера, так как они наиболее хорошо знают условия труда подчиненных им рабочих. Для оказания методической помощи в разработке инструкций и их согласовании должны привлекаться работники службы охраны труда предприятия.

4 Охрана окружающей среды от вредного воздействия автомобильного транспорта

4.1 Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосферного воздуха.

К мобильным источникам относятся автомобили и транспортные механизмы, передвигающиеся по земле, по воде и по воздуху. В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относитсяавтотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, их более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов.

Вредные вещества при эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных систем и при заправке, а так же с картерными газами. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.

Таблица 1 Выбросы (% по объёму) веществ при работе дизельных и карбюраторных двигателей

ВЕЩЕСТВО	ДВИГАТЕЛЬ
	Карбюраторный	Дизельный
Оксид углерода
Оксид азота
Углеводороды
Бензопирен	До 20 мкг/м3	До 10 мкг/м3

Как видно из данных таблицы 1, выбросы основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмосферу недопустимы.

В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей.

4.2 Загрязнение придорожных земель

Загрязнение воздуха ухудшает качество среды обитания всего населения придорожных территорий и контрольные санитарные и природоохранные органы обоснованно обращают на него первоочередное внимание. Однако распространение вредных газов имеет все же кратковременный характер и с уменьшением или прекращением движения также снижается. Все виды загрязнения воздуха через сравнительно короткое время переходят в более безопасные формы.

Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги.

Накапливающиеся в почве химические элементы, особенно металлы, усваиваются растениями и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их растворяется и выносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевую воду также может оказаться в организме человека. Действующие нормативные документы требуют пока сбора и очистки стоков только в городах и водоохранных зонах. Учет транспортного загрязнения почвы и водоемов на территории, прилегающей к дороге, необходим при проектировании дорог 1 и 2 экологического класса для оценки состава загрязнения почвы сельскохозяйственных и селитебных земель, а также для проектирования очистки дорожных стоков.

Наиболее распространенным и токсичным транспортным загрязнителем считается свинец. Он относится к распространенным элементам: его среднемировой кларк (фоновое содержание) в почве считается 10 мг/кг. Примерно такого же уровня достигает содержание свинца в растениях (на сухую массу). Общесанитарный показатель ПДК свинца в почве с учетом фона - 32 мг/кг.

По некоторым данным содержание свинца на поверхности почвы на краю полосы отвода обычно составляет до 1000 мг/кг, но в пыли городских улиц с очень большим движением может быть в 5 раз больше. Большинство растений легко переносят повышенное содержание в почве тяжелых металлов, только при содержании свинца более 3000 мг/кг возникает заметное угнетение. Для животных опасность вызывает уже 150 мг/кг свинца в пище.

Контроль за отложениями выбросов других металлов вследствие их нетоксичности (железо, медь) или малого содержания нормативными документами не установлен. Реальное распределение загрязнений в основном подтверждает возможность применения упрощенных способов расчета, основанных на статистической обработке натурных замеров. Но из-за неучета многих влияющих факторов объективная точность таких расчетов невелика и для случаев, когда назначение защитной полосы или строительство специальных защитных сооружений связано со значительными затратами; следовало бы применять более надежные методы.

По данным ряда наблюдений из общего количества выбросов твердых частиц, включая металлы, примерно 25% остается до смыва на проезжей части, 75% распределяется на поверхности прилегающей территории, включая обочины. В зависимости от конструктивного профиля и площади покрытия в сточные дождевые или смывные воды попадает от 25% до 50% твердых частиц.

4.3 Загрязнение водоемов. Очистка стоков

Загрязнение водных объектов происходит вследствие попадания транспортных выбросов на поверхность земли в бассейнах стока, в подземные воды и непосредственно в открытые водоемы. Вероятно, сбросы неочищенных стоков промышленных предприятий намного опаснее, но без учета дорожных воздействий на качество воды невозможно обеспечить должное качество среды обитания в целом.

Органы санитарного надзора обоснованно требуют от дорожных эксплуатационных организаций нормального содержания водоемов, находящихся в зоне непосредственного воздействия (защитной полосе) дороги. Из распространенных выбросов наибольшее беспокойство вызывает попадание в воду нефтепродуктов. Первые признаки в виде отдельных цветных пятен появляются уже при разливе 4 мл/м2 (толщина пленки - 0,004-0,005 мм). При наличии 10- 50 мл/м2 пятна приобретают серебристый отблеск, а более 80 мл/м2 - яркие цветные полосы. Сплошная тусклая пленка возникает при разливе более 0,2 л/м2 , а при 0,5л/м2 она приобретаеттемный цвет. По приведенным признакам можно ориентировочно подсчитать количество попавшей в водоем нефти, например, для определения ущерба от дорожной аварии.

В табл.2 приведена таблица качественных характеристик стоков, поступающих в городскую ливневую канализацию. Для сравнения в правой колонке приведены максимально-допустимые показатели, требующиеся для водоемов хозяйственно-питьевого назначения.

Таблица 2

Показатели	Средняя концентрация в стоках, мг/л
	дождевых	талых	моечных	максимально-допуст.
рН	7,75	8,15	7,75	6,0...9,0
Взвешенных веществ	1230	1645		0,75
ХПК нефильтрованного
ХПК фильтрованного
БПК5
БПК поли
Эфирорастворимые				нефть-0,3
Азот аммонийный
Азот общий
Нитраты	0,08
Нитриты	0,08	0,36
Фосфор общий	1,08
Свинец		0,03

Взвешенные вещества могут быть минерального и органического происхождения, представлены суспензированными частицами песка, глины, ила, планктона и т.п.

Азота соединения – нитраты N Оз и промежуточная форма нитриты N02 продукты распада белков и других органических веществ.

ХПК — химическая потребность в кислороде для окисления в основном органических загрязнений.

БПК – биохимическая потребность в кислороде для окисления органических примесей микроорганизмами в аэробных (открытых) условиях; БПК; - в течение 5 суток, БПКполн – на весь процесс до начала нитрификации (полного распада).

рН – показатель уровня кислотности (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов): нормальная рН = 7, кислая - < 7, щелочная - > 7. Обычно природные водоемы имеют кислотность 6,5...8,5 рН.

Требования к качеству воды водоемов обусловлены официальным документом Санитарные нормы и правила – СанДиН, для питьевой воды ГОСТ 2874-82, длярекреационных водоемов ГОСТ 17.1.5.02-80.

Естественно, в крупных городах, на охраняемых территориях бывает сложно найти место для локальных очистных сооружений упрощенного типа. Современные сооружения для очистки сточных вод, соответствующие требованиям СНиП 2.04.03-89 и СН 496-77 «Временная инструкция по проектированию сооружений для очистки поверхностных сточных вод» весьма дороги, их работа требует постоянного расхода энергии обслуживающего персонала. В очистных сооружениях используются механические, физико-химические, электрохимические, биологические или комплексные методы. Для очистки ливневых дорожных стоков, не содержащих в значительном количестве растворов химических веществ, применяют обычно механические методы, включающие отстаивание и фильтрование. Как правило, их достаточно для первичной очистки, обеспечивающей санитарные показатели для производственных стоков, подлежащих дальнейшей более тонкой очистке или допускаемых к сбросу в многоводные водотоки.

Простейшие отстойники горизонтального типа имеют устройства для механизированного удаления осадка и бензомаслоуловитель для отделения всплывающих в процессе отстоя нефтепродуктов. Грязевые ловушки имеют вид прямоугольных или круглых колодцев, размеры которых определяют расчетом. Отстойники для первичной очистки дорожных стоков также выполняются в виде колодцев, но входные и выходные оголовки разделены перегородками разной системы, что позволяет менять режим водного потока для сбора с поверхности всплывших нефтепродуктов, а со дна - твердых осадков. Отстойники подобного типа устраивают у открытых ремонтных эстакад» на автостоянках, АЗС.

4.4 Транспортный шум и другие физические воздействия

Наряду с загрязнением воздуха шум стал не менее распространенным следствием технического прогресса и развития транспорта.

Физическая сущность звука заключается в возбужденном каким- либо источником колебании атмосферы (или иной проводящей среды). Ухо реагирует на колебательные процессы с частотой от 20 Гц до 20 кГц. За этими пределами возникает инфразвук и ультразвук, при определенной силе опасные для людей. Музыкальные тона для первой октавы имеют от 440 до 361 Гц. Сочетание чистых тонов создает музыку, а беспорядочная смесь звуков разной частоты – шум.

Сила звука – давление звуковых колебаний (сверх атмосферного), как и любого другого физического действия может измеряться мощностью. Используя терминологию физики можно сказать, что большегрузный дизельный автомобиль с полезной мощностью более 200 кВт является источником акустического излучения мощностью примерно 10 Вт. Изменение уровня звука на 5 дБ соответствует звуковому давлению на 0,01 Па. Такое изменение достаточно резко ощущается дня низких звуков, меньше – для высоких.

Уровень шума измеряют в специальных единицах – децибелах (дБ), соответствующих логарифму отношения данной величины звука к порогу слышимости. Это означает, что увеличение уровня шума на 10 дБ соответствует ощущению роста в два раза.

Существует шкала уровней шума от разных источников: 90 дБ – предел нормального физиологического восприятия человека, дальше уже начинаются болезненные явления. Ведь 120 дБ – это избыточное давление в 20 Па.

Воздействие транспортного шума на окружающую среду, в первую очередь, на среду обитания человека, стало проблемой. Около 40 млн. населения России проживает в условиях шумового дискомфорта, причем половина из них испытывает воздействие шума более 65 дБ.

Общий уровень шума на наших дорогах выше, чем в западных странах. Это объясняется большим относительным числом грузовых автомобилей в составе транспортного потока, для которых уровень шума на 8-10 дБ (т.е. примерно в 2 раза) выше,чемлегковых. Ниже у нас и нормативные требования к выпускаемым автомобилям. Но главная причина заключается в отсутствии контроля за уровнем шума на дорогах. Требование ограничения шума отсутствует даже в Правилах дорожного движения. Неудивительно, что неправильное обустройство грузовых машин, прицепов к ним, небрежная укладка и плохое крепление грузов стало массовым явлением на дорогах.

Считается, что в городских условиях 60-80%шума создаетдвижение транспортных средств. Источниками шума в движущемся автомобиле являются поверхности силового агрегата, системы впуска и выпуска, агрегаты трансмиссий, колеса в контакте с дорожным покрытием, колебания подвеска и кузова, взаимодействие кузова с потоком воздуха. В шумовых характеристиках проявляется общий технический уровень и качество автомобиля и дороги.

Основными мероприятиями по снижению транспортного шума, которые следует сравнивать по затратам, являются:

Исключение пересечений транспортных потоков, обеспечение равномерного свободного движения;

Снижение интенсивности движения, запрет грузового движения в ночное время;

Удаление транзитных магистралейи дорог с грузовым движением из жилых зон;

Устройство шумозащитных сооруженийи (или) зеленых насаждений;

Создание на придорожной территории защитных полос вдоль дорог, застройка которых допустима только для сооружений без санитарных ограничений шума.

Запрет грузового движения дает снижение уровня шума примерно на 10 дБ. Аналогичный эффект дает исключение движения мотоциклов. Ограничение скорости движения ниже50км/час, как правило, не дает снижения шума.

4.5 Защита от транспортных загрязнений

Наиболее распространенным и вполне логичным способом защиты является создание вдоль дорог полосы зеленых насаждений. Плотная зеленая стена лиственных деревьев с подростом и кустарником в нижнем ярусе изолирует транспортный коридор, дает дополнительную площадь озеленения, особенно полезную в городских и промышленных зонах.

Экологически обоснованное решение представляют земляные валы. Их можно вписать в ландшафт, придать естественный вид. Однако из-за занимаемой территории валы могут иметь большую стоимость, чем защитные экраны.

Эффективность защитного экрана зависит от возвышения верхнего его края над линией, соединяющей источник шума и защищаемую точку. Наилучший результат, естественно, получается, если эстакада имеет высоту, сравнимую с высотой жилых домов.

При размещении экранов с двух сторон происходит отражение звуковых лучей. Они должны поглощаться или отражаться в таком направлении, чтобы не попадали в защищаемые места. Поглощение достигается применением определенных материалов или структурированием поверхности. Регулирование направления отражения производится путем наклона ограждающих панелей в наружную сторону.

В отечественной практике еще не накоплен опыт применения шумозащитных ограждений различных видов. Известны примеры использования типовых сборных конструкций из железобетона, однако это наименее эффективный вариант.

В настоящее время Правительством РФ, Минтрансом РФ, Госкомприродой России, Российскими транспортными инспекциями, Правительством г. Москвы и др. организациями уделяется внимание и контроль за соблюдением экологических требований при эксплуатации транспортных средств и экологической обстановкой регионов.

Утверждены Законы РФ «Об охране окружающей природной среды» и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

На основании этих Законов утверждаются «Временные экологические требования при эксплуатации автотранспортных средств», утверждается задание по оснащению автотранспорта и спецтехники на автомобильном шасси каталитическими нейтрализаторами и иными техническими устройствами снижения токсичности отработанных газов.

Правительством г. Москвы издан Закон «Об ответственности за реализацию моторного топлива, не соответствующего экологическим требованиям». В соответствии с этим Законом за несоблюдение экологических требований к реализации моторного топлива на нарушителей возлагается штраф, приостанавливается и аннулируется лицензия.

Несмотря на проведение различных мероприятий, автомобильный транспорт и дорожно-строительная техника продолжают оставаться наиболее крупным источником негативного воздействия на окружающую среду. Для ликвидации экологического беспорядка необходимо активизировать деятельность городских и районных комитетов по охране окружающей природной среды и служб охраны природы.

Список использованной литературы

1. Амбарцумян В.В., Носов В.Б. Экологическая безопасность автомобильного транспорта. «Научтехлитиздат», Москва, 1999
2. Беляев С. В. Моторные масла и смазка двигателей: Учебное пособие. - Петрозаводский гос. ун-т. Петрозаводск, 1993
3. Грамолин А. В., Кузнецов А. С. Топливо, масла, смазки, жидкости и материалы для эксплуатации и ремонта автомобилей. - М.: Машиностроение, 1995
4. Евгеньев И.Е., Каримов Б.Р. Автомобильные дороги и окружающая среда. Учеб. Москва, 1997
5. Карагодин В. И., Шестопалов С. К. Слесарь по ремонту автомобилей: Практическое пособие. 2-е изд., перер. и доп. - М.: Высшая школа, 1990
6. Круглов С.М. Справочник автослесаря по техническому обслуживанию и ремонту легковых автомобилей. - М.: Высшая школа, 1995
7. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. Москва, «Финансы и статистика», 1995
8. Руководство по эксплуатации автомобилей ВАЗ-2108, -21081, -21083, -21083-20, -2109, -21091, -21093, -21093-20, -21099. - М.: Легион, 1996
9. Спинов А. В. Системы впрыска бензиновых двигателей. - М.: Машиностроение, 1995
10. Техническая эксплуатация автомобилей / Под ред. Е. С. Кузнецова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1991
11. Фучаджи К. С., Стрюк Н.Н. Автомобиль ЗАЗ-1102 «Таврия»: устройство, эксплуатация, ремонт. - М.: Транспорт, 1991
12. Шестопалов С. К., Шестопалов К. С. Легковые автомобили. - М.: Транспорт, 1995
13. Шестопалов К.С. Устройство, техническое обслуживание легкового автомобиля. Учебное пособие. Москва. Издательство ДОСААФ. 1990
14. Экологическая безопасность транспортных потоков. Под редакцией Дьякова А.Б. Москва, «Транспорт», 1990
15. Экологические проблемы развития автомобильного транспорта. Москва, 1997
16. Экологический вестник России. Информационно-справочный бюллетень. Москва, 1998 - №7

Кривошипно-шатунный механизм состоит из цилиндра, поршня с компрессионными кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала и картера (рис. 10). Под влиянием давления газов в цилиндре при сгорании топлива кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Цилиндр является основной частью двигателя, внутри которого происходит рабочий процесс. Кроме того, он служит для направления движения поршня.

Конструкции цилиндров различны в зависимости от типа двигателя.

В стенках цилиндров двухтактных двигателей мотоциклов "Восход", ИЖ-Ю, ИЖ-П (рис. 11) имеются каналы, на внутренней поверхности - впускные, продувочные и выпускные окна, обеспечивающие газораспределение в двигателе. Цилиндры четырехтактных двигателей мотоциклов К-750 с нижними кл шанами имеют приливы в виде клапанных коробок, в которых размещены пружины и куда выходят стержни впускного, выпускного клапанов и толкатели (рис. 12).

Впускные и выпускные клапаны выходят в камеру сжатия, где сделаны выточки-седла для опоры головок клапанов, а в теле цилиндра между седлом и клапанной коробкой имеются направляющие клапанов. Цилиндры четырехтактных двигателей мотоциклов М-62, М-63 с верхними клапанами наиболее просты по конструкции и не имеют дополнительных устройств, за исключением выемок для размещения трубок штанг (рис. 13).

Цилиндры преимущественно отливают из чугуна или алюминиевого сплава; в них запрессовывают чугунные или стальные гильзы. Наружная поверхность цилиндра имеет ребра для улучшения охлаждения. Сверху цилиндр герметически закрывается головкой. Для уменьшения трения между поршнем и цилиндром внутренняя поверхность цилиндра шлифуется. Своим основанием цилиндр прикрепляется к картеру, а между ними устанавливается бумажная прокладка.

Применяются также алюминиевые цилиндры без гильз. Внутренняя зеркальная их поверхность для износоустойчивости хромируется. Такие цилиндры легко и хорошо отводят тепло.

Цилиндры двигателя мотоциклов "Восход", ЮЖ-Ю, ИЖ-П с ребрами отливаются из алюминиевого сплава.

Во внутреннюю часть цилиндров запрессованы гильзы из легированного чугуна. Головки цилиндров изготовляются из алюминиевого сплава с ребрами для воздушного охлаждения и отверстием для свечи зажигания.

Цилиндры двигателей мотоциклов М-63, К-750, М-105 с ребрами отливаются из чугуна.

Головки цилиндров четырехтактных двигателей с верхними клапанами имеют клапанную камеру, впускной и выпускной каналы, которые выходят в камеру сгорания, где сделаны выточки для опоры головок клапанов.

Между головкой цилиндра и цилиндром обычно ставится для уплотнения медно-асбестовая прокладка, выдерживающая высокие температуры.

Внутрення полость головки цилиндра образует камеру сгорания.

Форма камеры сгорания избирается такой, которая обеспечивает быстрое, но плавное, без детонации, сгорание рабочей смеси при наименьших потерях тепла. На двухтактных и четырехтактных двигателях с верхними клапанами (М-62) камера сгорания (рис. 14, а) сферическая. На четырехтактных двигателях дорожных мотоциклов с нижними клапанами (К-750) применяется Г-образная камера сгорания (рис. 14, б).

Поршень служит для восприятия давления газов во время рабочего хода и передачи его через палец и шатун коленчатому валу. Поршень отливают из алюминиевого сплава. Поскольку от нагревания поршень расширяется, его устанавливают с зазором, чтобы избежать заклинивания. Этот зазор во время работы двигателя заполняется тонкой пленкой масла, которая уменьшает трение и обеспечивает охлаждение трущихся поверхностей.

Поршень (рис. 15) состоит из днища, головки с канавками для поршневых колец, юбки, являющейся направляющей при движении поршня в цилиндре, и бобышек с отверстиями. Юбка двухтактного двигателя, кроме того, сложит золотником для открытия и закрытия впускного окна.

Днища поршней двухтактных и четырехтактных двигателей с верхними клапанами выпуклые (рис. 15, а). У четырехтактных нижнеклапанных двигателей оно плоское (рис. 15, б).

В канавках компрессионных колец поршней двухтактных двигателей установлены специальные стопоры, которые удерживают кольца от произвольного провертывания на поршне и предотвращают попадание замков поршневых колец в окна цилиндров (при движении поршня) и поломку их.

В головке поршня двигателя мотоцикла К-750 проточены четыре канавки: верхняя служит газовым буфером, две средние - для установки уплотняющих колец и нижняя - для установки маслосъемного кольца.

Поршни двигателя мотоцикла М-62 помимо описанных выше канавок в нижней части юбки имеют еще канавку для установки второго маслосъемного кольца.

Поршень двигателя мотоцикла ИЖ-П имеет три канавки для уплотняющих колец.

Поршневые кольца создают уплотнение между поршнем и зеркалом цилиндра. Они делятся на уплотняющие (компрессионные) и маслосъемные (рис. 15, в). Уплотняющие кольца используются для устранения прорыва газа через зазор между поршнем и зеркалом цилиндра в картер.

В двухтактных двигателях все кольца компрессионные; в четырехтактных, кроме того, ставятся маслосъемные. Маслосъемное кольцо применяется для снятия излишка масла со стенок цилиндра. Масло, собранное кольцом при движении поршня через его щелевые отверстия, поступает в канавки поршня, далее проходит по отверстиям канавок внутрь поршня и стекает в картер двигателя.

Поршневые кольца изготавливаются упругими из специального серого чугуна. Поверхность кольца для повышения износоустойчивости покрывают слоем пористого хрома, а для улучшения приработки - лудят.

Кольцо делается с разрезом, место разреза называется замком. Замки изготавливаются различной формы (рис. 15, г). Для предотвращения заклинивания кольца во время работы в его замке делается зазор, который равен 0,1-0,3 мм. У верхнего кольца он должен быть больше, чем у нижнего.

При установке колец на поршень необходимо следить, чтобы их замки не находились один под другим, а были смещены в шахматном порядке во избежание прорыва газов в картер.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна и представляет собой стальной пустотелый валик, поверхность которого для прочности цементируется. Наружная цементация и закаленная поверхность противодействует износу.

На современных мотоциклетных двигателях ставятся пальцы "плавающего типа", которые при работе свободно поворачиваются как во втулке шатуна, так и в бобышках поршня. От осевого смещения палец предохраняется стопорными кольцами.

Шатун передает усилие при такте расширения от поршня на коленчатый вал и вместе с ним преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала, а при вспомогательных тактах наоборот.

Шатун (рис. 16) имеет верхнюю головку с внутренней бронзовой втулкой, посредством которой он соединяется через поршневой палец с поршнем, стержень двухтаврового сечения и нижнюю головку, служащую для соединения с шатунной шейкой кривошипа коленчатого вала.

Нижняя головка шатуна, изготовляется неразъемной, а также разъемной. В нижней головке, надетой на кривошипный палец, находится роликовый (двигатели мотоциклов К-750, ИЖ-Ю, ИЖ-П, М-62, "Восход" и др.) или игольчатый подшипник. Ролики или иглы могут вращаться непосредственно в нижней головке шатуна (двигатели мотоциклов К-175, М-61) или по поверхности запрессованного в нижнюю головку кольца.

Поверхности, на которые опираются ролики или иглы, подвергаются цементации с последующей термической обработкой, после чего шлифуются. Ролики или иглы могут быть заключены в сепараторы (двигатели мотоциклов К-750, ИЖ-Ю, ИЖ-П) или устанавливаться без них (двигатели мотоциклов К-175 и др.).

Смазка к пальцу верхней головки шатуна поступает через отверстия в головке и бронзовой втулке, к подшипнику нижней части шатуна - через щели.

Коленчатый вал воспринимает усилие шатунов от поршней и передает его на ведущее колесо мотоцикла через механизмы силовой передачи.

Коленчатые валы имеют один или несколько кривошипов. Выполняются они разборными (рис. 17, б) и не разборными.

Кривошип (рис. 17) состоит из кривошипного пальца или шатунной шейки, охватываемой нижней головкой шатуна, двух щек, являющихся в большинстве конструкций маховиками, и двух коренных пальцев или шеек, на которых он вращается в подшипниках, установленных в картере.

Маховики большинства двигателей являются составной частью коленчатого вала и используются для равномерного вращения коленчатого вала и облегчения пуска двигателя.

Двигатели мотоциклов имеют маховики, расположенные внутри картера, или один маховик, находящийся вне картера.

Маховики двухтактных двигателей - составная часть коленчатого вала. Так, в двигателях мотоциклов М-105, "Восход", ИЖ-П коленчатый вал состоит из двух щек-маховиков. Обе они соединены между собой запрессованным пальцем кривошипа нижней головки шатуна. У четырехтактных двигателей маховик является отдельной деталью и крепится на конце коленчатого вала вне картера.

Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил инерции служат противовесы. У двигателей с наружным маховиком ими являются утолщения щек кривошипа.

Картер двигателя является основанием для монтажа деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также предохраняет их от загрязнения. Он изготовляется из алюминиевого сплава в виде коробки, состоящей из двух разъемных частей (рис. 18).

В картере устанавливаются коренные подшипники коленчатого вала. В двухтактном двигателе картер является одновременно камерой-насосом, в которую вначале через карбюратор засасывается свежая горючая смесь, а затем она перегоняется в цилиндр двигателя. Поэтому он изготовляется особо герметичным.

Герметизация достигается установкой уплотняющих прокладок между разъемными частями картера и сальников из бензостойкой резины на коренных пальцах коленчатого вала, препятствующих пропуску горючей смеси и постороннего воздуха.

Чтобы обеспечить рабочий процесс, картеры двухтактных двухцилиндровых двигателей, кроме того, имеют две герметичные раздельные камеры для каждого цилиндра в отдельности.

На двухтактных двигателях преимущественно применяются картеры, у которых в общей отливке объединены полости для кривошипа, коробки передач, сцепления, передней передачи и генератора.

Картер четырехтактного двигателя, кроме того, имеет дополнительную полость для размещения части механизма газораспределения, отсеки для масла, каналы и отверстия для масляного насоса, фильтра и др.

УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ»

Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя

Занятие № 2.2. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

по подготовке специалистов по ВУС-837 «водители транспортных средств категории «С»

Москва 2011

Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя (СЛАЙД № 1)

Занятие № 2.2 Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

Учебные вопросы (СЛАЙД № 2)

1. Назначение, общее устройство, принципы работы КШМ.
2. Особенности устройства основных деталей КШМ изучаемых двигателей.
3. Основные причины и признаки неисправностей КШМ.

Время: 2 часа.

Место проведения: аудитория.

Вид занятия: лекция.

Методические указания.

Обосновывать обучаемым важность рассматриваемого учебного вопроса. Основные положения давать под запись в конспект.

Приводить конкретные примеры из опыта эксплуатации автомобилей.

Обратить внимание на правильность ведения конспектов.

Учебный материал излагать с использованием кадров в Microsoft PowerPoint, схем и плакатов.

Поддерживать связь с аудиторией.

Контроль качества усвоения учебного материал производить кратким опросом по изложенному материалу.

Подводить итог рассмотренного вопроса и приступать к изложению следующего учебного вопроса.

Сделать выводы по материалу занятия, подвести итог занятия, ответить на вопросы обучаемых. Дать задание на самостоятельную работу.

Введение

При быстром увеличении автомобильного парка в России, значительно увеличился расход горюче-смазочных материалов. Значительно сократить расход ГСМ позволяет правильная эксплуатация КШМ, а также поддержание его в исправном состоянии. Эти требования будут выполнены только в том случае, если проводится своевременное обслуживание автомобиля в установленном объеме.

Правильное выполнения технического обслуживания возлагается на водителей, которые должны знать правила ухода за КШМ и его устройство.

В настоящей лекции рассматривается общее устройство КШМ, принцип его работы, особенности КШМ двигателей КамАЗ-740, ЯМЗ-238, а также основные причины и признаки неисправностей КШМ.

Учебный вопрос № 1.

Назначение, общее устройство, принципы работы КШМ

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней, восприятия силы давления газов, во вращательное движение коленчатого вала (рис. 1), (СЛАЙД № 4) .

Рис. 1. Кривошипно-шатунный механизм (СЛАЙД № 4)

Состав КШМ двигателя.

Всостав кривошипно-шатунного механизма двигателя входят две группы деталей: неподвижные и подвижные .

К неподвижным деталям относятся: блок цилиндров, служащий остовом двигателя, картер маховика, цилиндры, головка блока или головка цилиндров и поддон картера. (СЛАЙД № 5)

Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун, коленчатый вал, маховик. (СЛАЙД № 6)

Блок цилиндров предназначен для крепления и сборки на нем и внутри его основных механизмов и деталей систем двигателя.

Головка блока - это крышка, закрывающая цилиндры

Поддон - предохраняет от загрязнения детали КШМ

Поршни - для восприятия давления газов во время рабочего хода и передачи усилия через палец и шатун коленчатому валу.

Состав: днище, головка, юбка. Днище - плоское - воспринимает давление газов. Имеет усиливающие ребра (для повышения прочности и отбора тепла).

Головка имеет кольцевые канавки для компрессионных и маслосъемного кольца, служащих для уплотнения камеры сгорания и обеспечения герметичности. При сгорании рабочей смеси или дизельного топлива значительное количество тепла поглощается поршнем и отводится от него поршневыми кольцами к зеркалу цилиндра.

Компрессионные кольца - плотно прилегают к поверхности цилиндра, что предотвращает прорыв газов в картер двигателя и попадания масла со стенок цилиндра в камеру сгорания.

Маслосъемное кольцо - снимает излишки масла со стенок цилиндра и отводит его к пальцу. Две сквозные проточки - для отвода масла внутрь поршня.

Маслосъемное кольцо разборное.

Поршневой палец предназначен для крепления шатуна к поршню и передачи усилия от поршня шатуну. Тип - плавающий.

Шатун - для восприятия усилия от поршневого пальца и передачи его на коленчатый вал, а также для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

В нижней головке шатуна установлены вкладыши. Вкладыши имеют отверстия для прохода масла. В нижней головке шатуна просверлено отверстие для подачи масла на стенки цилиндра и на распределительный вал.

Коленчатый вал предназначен для восприятия усилий от отдельных шатунов, преобразования вместе с ними поступательного движения во вращательное, и передачи крутящего момента на трансмиссию автомобиля, а также для привода в действие различных механизмов и деталей двигателя (ГРМ, водяного насоса, масляного насоса, вентилятора, насоса гидроусилителя, генератора, компрессора). КВ - стальной, с каналами для смазки коренных и шатунных шеек и центробежными ловушками для очистки масла.

Шатунные шейки и щеки образуют КРИВОШИП. Противовесы - для разгрузки коренных подшипников от действия инерционных сил, а также для уравновешивания КВ от действия моментов центробежных сил.

Маховик - для накопления энергии в течение рабочего хода, вращения КВ во время вспомогательных тактов, уменьшения неравномерности вращения вала, сглаживания момента перехода деталей КШМ через мертвые точки, облегчения пуска двигателя и трогания автомобиля с места. На обод устанавливается зубчатый венец для пуска двигателя от стартера. Маховик крепится к фланцу коленчатого вала стальными высококачественными болтами. Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением подвергают статической и динамической балансировке, чтобы неуравновешенные силы инерции не вызывали вибрации двигателя и сильного износа коренных подшипников.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма. (СЛАЙД № 7).

Поршень наиболее удален от коленчатого вала. Шатун и кривошип (щеки) коленчатого вала как бы вытянулись в одну линию. В цилиндре начинает гореть топливо. Расширяющиеся газы (продукты горения) начинают перемещать поршень в сторону коленчатого вала, шатун вместе с поршнем также перемещается. В это время нижняя головка шатуна, связанная с коленчатым валом, поворачивает коленчатый вал относительно его оси. Повернув коленчатый вал на 180°, нижняя головка шатуна вместе с шатунной шейкой начнет двигаться обратно в исходное положение в сторону поршня. Поэтому поршень также начнет обратное движение. Таким образом, поршень то удаляется, то приближается к коленчатому валу. В этих крайних точках поршень, как бы мгновенно останавливается и его скорость равна нулю. Поэтому такие точки назвали „мертвыми". Положение, занимаемое поршнем, когда он наиболее удален от коленчатого вала - верхняя мертвая точка, - сокращенно называют в. м. т., а положение, когда поршень наиболее приближен к коленчатому валу, - нижняя мертвая точка, - н. м. т.

Рис. 2. Принцип работы кривошипно-шатунного механизма (СЛАЙД № 7)

Выводы по вопросу .

Учебный вопрос № 2

Особенности устройства основных деталей КШМ изучаемых двигателей

Блок - картер . У двигателей КамАЗ-740, ЯМЗ-238 блок - картер представляет собой единую отливку, объединяющую блок цилиндров и верхнюю половину картера. Блок цилиндров предназначен для крепления и сборки на нем и внутри его основных механизмов и деталей систем двигателя (СЛАЙД № 9).

У V-образных двигателей КамАЗ-740 (рис. 3) и ЯМЗ-238 в верхней части блока цилиндров имеются две обработанные поверхности (плоскости), на которые устанавливаются головки. Нижняя часть блока заканчивается обработанным фланцем для присоединения смазочной емкости.

В средней части блока цилиндров имеются отверстия для установки подшипников скольжения под опорные шейки распределительного вала. Плоскость разъема блока может проходить по оси коленчатого вала или быть смещенной относительно нее вниз. К нижней части блок-картера крепится стальная штампованная смазочная емкость, служащий резервуаром для масла. По каналам в блоке масло из смазочной емкости подается к трущимся деталям двигателя.

Блоки цилиндров двигателей КамАЗ-740 и ЯМЗ-238 отлиты из легированного серого чугуна заодно с верхней частью картера. Они имеют обработанные посадочные отверстия для гильз цилиндров, а на поверхностях, сопрягаемых с головками, имеются отверстия для подачи охлаждающей жидкости из водяной рубашки в головки блока цилиндров.

Для КамАЗ-740 левый ряд цилиндров смещен относительно правого вперед на 29,5 мм. Для ЯМЗ-238 наоборот правый по отношению к левому на 35 мм, что вызвано установкой на одной шатунной шейке коленчатого вала двух шатунов.

Картерная часть блока связана с крышками коренных подшипников коренными и стяжными болтами. Центрирование крышек коренных подшипников производится горизонтальными штифтами, которые запрессованы на стыке между блоком и крышками, но большей частью входящими в блок для предотвращения их выпадения при снятии крышек.

Кроме того, крышка пятой коренной опоры центрируется в продольном направлении двумя вертикальными штифтами, обеспечивающими точность совпадения расточек под упорные полукольца коленчатого вала на блоке и крышках.

Расточка блока цилиндров под вкладыши коренных подшипников производится в сборе с крышками, поэтому крышки коренных подшипников не взаимозаменяемые и устанавливаются в строго определенном положении. Они изготовлены из высокопрочного чугуна. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов, которые затягиваются с регламентированным моментом. Для двигателя КамАЗ-740 болты крепления с моментом затяжки 275-295 Н∙м (28-30 кгс∙м), а стяжные болты с моментом затяжки 147-167 Н∙м (15-16 кгс∙м). На каждой крышке нанесен порядковый номер опоры, нумерация которых начинается с переднего торца блока. Для двигателя ЯМЗ-238, вертикальные болты затягиваются с моментом 425-455 Н∙м (43-47 кгс∙м), а горизонтальные – 97-117 Н∙м (10-12 кгс∙м). Крышки также не взаимозаменяемые, каждая из них имеет свой номер.

На двигателе КамАЗ-740 спереди к блоку крепится крышка, закрывающая гидромуфту привода вентилятора. Сзади – картер маховика, который служит крышкой механизма привода агрегатов, расположенного на заднем торце блока. На картере маховика справа размещен фиксатор, применяемый для установки угла опережения впрыскивания топлива и регулирования тепловых зазоров в клапанном механизме. Ручка фиксатора при эксплуатации установлена в верхнем положении. В нижнее положение ее устанавливают при регулировочных работах, при этом фиксатор находится в зацеплении с маховиком, а поршень первого цилиндра – в ВМТ на такте сжатия.

На двигателе ЯМЗ-238 к передней части блока цилиндров крепится крышка, закрывающая шестерни распределения, а к задней плоскости блока присоединен картер сцепления. На правой боковой стенке блока цилиндров имеются два обработанных кронштейна для крепления стартера.

Рис. 3. Блок цилиндров V-образного двигателя (СЛАЙД № 9):

1 – блок цилиндров; 2 – крышка коренного подшипника коленчатого вала;

3 – болт крепления крышки; 4 – болт стяжной крепления крышки

Гильзы цилиндров . На двигателях установлены гильзы «мокрого» типа, легкосъемные, изготовлены из специального чугуна, объемно закалены для повышения износостойкости. Зеркало гильзы обработано хонингованием.

Верхняя часть гильзы уплотнена в результате зажима верхнего фланца гильзы между блоком и головкой через прокладку. В соединении «гильза – блок цилиндров» водяная полость уплотнена резиновыми кольцами. В верхней части кольцо установлено под бурт в проточку гильзы, а в нижней - в расточки блока.

Преимущественное применение в двигателях мокрых гильз связано с тем, что они обеспечивают лучший отвод тепла. Это повышает работоспособность и срок службы деталей цилиндропоршневой группы.

Головки цилиндров КамАЗ-740 (рис. 4) отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава, для охлаждения имеют полость, сообщающуюся с полостью охлаждения блока.

Каждая головка цилиндра устанавливается на два направляющих штифтах, запрессованных в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами 3 из легированной стали. В головке выполнено отверстие слива моторного масла из-под клапанной крышки в штанговую полость. Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров.

Рис. 4. Головка цилиндра с клапанами в сборе двигателя КамАЗ-740: (СЛАЙД №10):

1 – головка цилиндра; 2 – прокладка крышки головки цилиндра; 3 – болт крепления головки;

4 – крышка головки цилиндра; 5 – болт крепления крышки; 6 – прокладка-заполнитель;

7 – прокладка уплотнительная головки цилиндра

Стык «головка цилиндров – гильза» (газовый стык) – беспрокладочный. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца и гильзы цилиндра. Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка-заполнитель. Применение прокладки-заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов.

Для уплотнения перепускных каналов охлаждающей жидкости в отверстия днища головки установлены уплотнительные кольца из силиконовой резины.

Пространство между головкой и блоком, отверстия стока моторного масла и штанговые отверстия уплотнены прокладкой головки цилиндра из термостойкой резины. На прокладке дополнительно выполнены уплотнительные бурт втулки подачи масла и канавка слива масла в штанговые отверстия.

Каждая головка цилиндров закрывается крышкой головки цилиндров 4 (рис. 5) и крепится болтом 5.

В отличие от двигателя КамАЗ-740.11 на ЯМЗ-238 головки общие для каждого ряда цилиндров отлиты из серого чугуна. Устанавливаются на шпильки и крепятся гайками через сталеасбестовую прокладку. Сверху каждая головка закрывается крышкой через резиновую маслостойкую прокладку (рис. 5).

Рис. 5. Головка цилиндров двигателя ЯМЗ-238 (СЛАЙД №11):

1 – головка цилиндров; 2 – прокладка крышки головки цилиндра; 3 – гайка крепления головки; 4 – крышка головки цилиндров; 5 – барашки крепления крышки; 6 – шпилька крепления головки; 7 – прокладка головки цилиндра; 8 – седло клапана; 9 – шайба; 10 – шпилька впускного коллектора; 11 – пробка заливной горловины

Каждая головка является общей для четырех цилиндров. В верхнюю часть головки запрессованы направляющие втулки клапанов. У каждого цилиндра головка крепится шестью равномерно расположенными шпильками 6. В нижней части головки выполнены отверстия для запрессовки седел клапанов. На верхней плоскости головки размещены клапаны с пружинами, коромысла клапанов со стойками, а также латунные стаканы под форсунки. Сверху головка цилиндров закрыта стальной штампованной крышкой 4, которая крепится к головке барашками 5. Уплотнение между крышкой и головкой обеспечивается прокладкой 2. На крышке имеется закрываемая пробкой 11 горловина для заливки в картер масла.

Особое внимание необходимо обратить на последовательность затяжки гаек и болтов крепления головок блока цилиндров. На двигателях КамАЗ-740.11, ЯМЗ-238 затяжку болтов и гаек проводят в последовательности, указанной на рис. 6.

Рис. 6. Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления головок блока

цилиндров: (СЛАЙД №12):

а – двигателей ЯМЗ-238; б – КамАЗ-740

Рассмотрим поршневую группу и шатуны.

Поршень. При такте рабочего хода поршень воспринимает давление газов и передает его через шатуны на коленчатый вал. Поршень состоит из трех основных частей (: (СЛАЙД №13): днища 5, уплотняющей части 6 с проточенными в ней канавками для поршневых колец 3, 4 и юбки 7, поверхность которой соприкасается с зеркалом цилиндра. Днище поршня с внутренней поверхностью головки цилиндра, образующее камеру сгорания, непосредственно воспринимает давление газов: оно может быть плоским, выпуклым, а на КамАЗ-740.11 и ЯМЗ-238 - фасонным. Поршни КАМАЗ и Урала (ЯМЗ) (рис. 7).

Рис. 7. Поршни: (СЛАЙД №14):

а – карбюраторных двигателей; б – дизелей КамАЗ; в – дизелей ЯМЗ

Значительное влияние на процесс смесеобразования, как в карбюраторных, так и в дизельных двигателях, имеют формы камер сгорания. От того, как исполнена камера сгорания на двигателе, и зависит конструкция поршня (рис. 7).

Поршни дизелей (рис. 6, б, в) отлиты из алюминиевого сплава. В головках поршней выполнена камера сгорания, которая у КамАЗ-740.11 смещена относительно оси поршня в сторону от выточек под клапаны на 5 мм, а на ЯМЗ-238 расположена по центру. На цилиндрической головке поршня имеется три (на ЯМЗ-238 – четыре) канавки: верхние служат для установки в них компрессионных колец, а одна нижняя – для установки маслосъемного разборного кольца. В средней части поршень имеет две бобышки с отверстиями диаметром для поршневого пальца. Юбка поршня имеет форму конуса овального сечения, что придает ей необходимую прочность. Кроме того, в нижней части юбки поршня двигателя КамАЗ-740.11 имеются боковые выемки для проходов противовеса коленчатого вала.

Чтобы уменьшить силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, поршни, как правило, изготовляют из легких кремнистых алюминиевых сплавов для уменьшения их массы. Для двигателя подбирают поршни, масса которых не отличается более чем на 2-8 г.

Поршневые кольца . Как ранее говорилось, основная функция поршневых колец – уплотнение камеры сгорания и обеспечение герметичности соединения деталей поршень – цилиндр – канавки. Кроме того, при сгорании рабочей смеси значительное количество тепла поглощается поршнем и отводится от него поршневыми кольцами.

Конструктивно поршневое кольцо (рис.8) представляет собой плоскую разрезную пружину с зазором, который называется замком. Замок позволяет устанавливать кольца на поршень и обеспечивает свободное расширение их при нагревании в процессе работы двигателя. Поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные.

Рис. 8. Поршневые кольца: (СЛАЙД №14):

а – типы поршневых колец; б – расположение колец на поршне

Компрессионные кольца 2 (рис. 8, а) подбирают таким образом, чтобы они свободно прокатывались по канавке поршня. При установке поршня в цилиндр кольца сжимаются до диаметра цилиндра и плотно прилегают к его поверхности, что предотвращает прорыв газов в картер двигателя и попадание масла со стенок цилиндра в камеру сгорания.

Маслосъемное кольцо 3 снимает излишки масла со стенок цилиндра и отводит его в смазочную ёмкость.

Поршневые кольца изготавливают из легированного чугуна. Поверхность верхнего компрессионного кольца для повышения износостойкости подвергают пористому хромированию, а остальные кольца для ускорения приработки покрывают тонким слоем олова или молибдена.

Чугунное маслосъемное кольцо 3 отличается от компрессионного прорезями 1 для прохода масла. В канавке поршня под маслосъемное кольцо сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня. На многих двигателях применяют стальные составные маслосъемные кольца.

На двигателях КамАЗ-740 установлены два компрессионных кольца и одно маслосъемное, а на ЯМЗ-238 – три компрессионных кольца и одно маслосъемное. Компрессионные кольца в своем сечении имеют трапециидальную форму. Верхнее кольцо покрыто хромом, нижнее – молибденом (на ЯМЗ-238 - оловом). Маслосъемное кольцо коробчатого сечения с витым пружинным расширителем и хромированной рабочей поверхностью.

Маслосъемное кольцо разборное, стальное, имеет два кольцевых диска, радиальный и осевой расширители. Два кольцевых диска снимают с зеркала цилиндра лишнее масло, которое через отверстия в поршне отводится в картер двигателя. Рабочая цилиндрическая поверхность стальных дисков покрывается твердым хромом. Замок колец прямой. После установки колец в цилиндр монтажный зазор в замке должен быть 0,3-0,5 мм. Замки всех колец при установке их на поршень располагают по окружности под углом 120°. При установке стального составного маслосъемного кольца на равные угловые интервалы смещаются только замки компрессионных колец.

Поршневой палец - предназначен для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна. Через пальцы передаются значительные усилия, поэтому их изготавливают из легированных или углеродистых сталей с последующей цементацией или закалкой токами высокой частоты. Поршневой палец 10 (рис. 9) представляет собой толстостенную трубку с тщательно отшлифованной наружной поверхностью, проходящую через верхнюю головку шатуна и концами опирающуюся на бобышки 2 поршня (рис. 8). По способу соединения с шатуном наибольшее распространение получили плавающие поршневые пальцы, которые свободно поворачиваются в бобышках и во втулке, установленной в верхней головке шатуна. Осевое перемещение поршневого пальца ограничивается стопорными кольцами 9 (рис. 9), расположенными в выточках бобышек поршня.

Рис. 9. Шатунно-поршневая группа двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД №15):

1 – поршень; 2 – втулка верхней головки шатуна; 3 – шатун; 4 – шатунный болт; 5 – крышка шатуна; 6 – гайки; 7 – метки спаренности; 8 – вкладыш нижней головки шатуна; 9 – стопорное кольцо; 10 – палец; 11 – маслосъемное кольцо; 12 – компрессионные кольца

Шатун - с лужит для соединения поршня с кривошипом коленчатого вала и обеспечивает при такте рабочего хода передачу усилия от давления газов на поршень к коленчатому валу, а при вспомогательных тактах – наоборот, от коленчатого вала к поршню.

Шатуны 3 двигателей ЯМЗ-238 и КамАЗ-740 двутаврового сечения, состоят из верхней головки, нижней головки и крышки 5. Нижняя головка шатуна снабжена сменными вкладышами 8, верхняя головка – запрессованной бронзовой втулкой 2.

Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна имеется вырез, а во втулке – отверстие, совпадающее с вырезом в шатуне. В стержне шатуна при принудительном смазывании плавающего поршневого пальца (ЯМЗ-238) сверлится сквозное отверстие – масляный канал.

Нижнюю головку шатуна, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к оси шатуна. В тех случаях, когда нижняя головка имеет значительные размеры и превышает диаметр цилиндра (ЯМЗ-238), плоскость разъема головки выполнена под углом (косой срез), что позволяет монтировать шатун через цилиндр при ремонте за счет уменьшения радиуса окружности, описываемой нижней частью шатуна.

Крышка шатуна изготавливается из той же стали, что и шатун, и обрабатывается совместно с нижней головкой, поэтому перестановка крышек с одного шатуна на другой не допускается. На шатунах и крышках с этой целью делаются метки 7. Чтобы обеспечить высокую точность при сборке нижней головки шатуна, его крышку 5 фиксируют шлифованными поясками болтов 4, которые затягивают гайками 6 и стопорят шплинтами или шайбами. В нижнюю головку устанавливают шатунный подшипник в виде тонкостенных стальных вкладышей 8, которые с внутренней стороны покрыты слоем антифрикционного сплава.

От осевого смещения и проворачивания вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки нижней головки шатуна и его крышки.

Для лучшей уравновешенности кривошипно-шатунного механизма разница в массе шатунов не должна превышать 6-8 г. В V-образных двигателях на каждой шатунной шейке коленчатого вала расположены два шатуна. В этих двигателях для правильной сборки шатунно-поршневой группы поршни и шатуны устанавливают строго по меткам.

На крышке и стержне шатуна дизеля КамАЗ-740 метки выбивают в виде трехзначных номеров. Кроме того, на крышке и шатуне выбивают порядковый номер цилиндра.

У шатуна ЯМЗ-238 (рис. 10) на крышке и шатуне со стороны короткого болта выбит порядковый номер цилиндра. На стыке со стороны длинного болта выбиты метки спаренности в виде двузначного числа, одинакового для шатуна и крышки, и риски, охватывающей шатун и крышку.

Рис. 9. Поршень с шатуном (СЛАЙД №15):

1 – поршень; 2 – стопорное кольцо; 3 – шатун; 4 – вкладыши; 5 – крышка шатуна; 6 – замковая шайба; 7 – длинный болт крышки шатуна; 8 – короткий болт; 9 – втулка; 10 – поршневой палец; 11 – маслосъемные кольца; 12 – компрессионные кольца; 13 – тороидальная камера сгорания

Коленчатый вал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма.

Силы, передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи трансмиссии передается на колеса автомобиля.

Коленчатый вал двигателя КамАЗ-740 (рис. 11), ЯМЗ-238 (рис. 12) стальной, изготовлен горячей штамповкой, подвергается азотированию или закалкой токами высокой частоты шатунных и коренных шеек. Имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки. В шатунных шейках вала выполнены внутренние полости, которые сообщаются с масляными каналами в коренных шейках.

Рис. 11. Коленчатый вал двигателя КамАЗ-740 в сборе (СЛАЙД №16):

1 – передний противовес; 2 – шестерня привода масляного насоса; 3 – втулка; 4 – заглушка шатунной шейки; 5 – задний противовес; 6 – ведущая шестерня; 7 – маслоотражатель; 8 – коленчатый вал

Рис. 12. Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-238 с маховиком (СЛАЙД №16):

1 – коленчатый вал; 2 – нижний вкладыш подшипника; 3 – маховик; 4 – полукольцо упорного подшипника; 5 – правая замковая пластинка; 6 – болт крепления маховика; 7 – задний маслоотражатель; 8 – верхний вкладыш подшипника; 9 – передний маслоотражатель; 10 – замковая шайба; 11 – гайка крепления переднего противовеса; 12 – шкив; 13 – шайба шкива; 14 – болт шкива; 15 – передний противовес; 16 – шестерня коленчатого вала; 17 – шпонка

В этих полостях под действием центробежной силы оседают загрязнения моторного масла. Загрязняющие частицы скапливаются во втулках 3 (рис. 11). Полости снаружи закрыты заглушками 4. Уплотнение коленчатого вала обеспечивается резиновыми самоподжимными сальниками, установленными в картере маховика и крышке распределительных шестерен.

На носке и хвостовике коленчатого вала установлены: шестерня 2 привода масляного насоса и ведущая шестерня 6 в сборе с маслоотражателем 7. Выносные противовесы 1 и 5 съемные, закреплены на валу прессовой посадкой

На двигателе КамАЗ-740 осевые перемещения коленчатого вала ограничены четырьмя сталеалюминевыми полукольцами, установленными в проточках задней коренной опоры так, чтобы сторона с канавками прилегала к упорным торцам вала, а ус входил в паз на крышке заднего коренного подшипника.

На двигателе ЯМЗ-238 (рис. 12) для уравновешивания двигателя и разгрузки коренных подшипников от инерционных сил возвратно-поступательно движущихся масс поршней и шатунов и неуравновешенных центробежных сил на щеках коленчатого вала установлены противовесы, в сборе с которыми вал балансируется. Кроме того, в систему уравновешивания входят выносные массы, расположенные в маховике и закрепленные в виде противовеса на носке коленчатого вала. От осевых смещений вал фиксируется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры.

Коренные и шатунные шейки отлиты полыми. Полости шатунных шеек герметично закрыты резьбовыми пробками.

Задний конец коленчатого вала уплотняется сальником, состоящим из двух полуколец, изготовленных из пропитанного графитом асбестового шнура. Полукольца заложены в обоймы и работают, непосредственно соприкасаясь с полированной поверхностью шейки коленчатого вала.

Маховик (рис. 13) служит для обеспечения вывода поршней из мертвых точек, более равномерного вращения коленчатого вала многоцилиндрового двигателя при его режиме холостого хода, облегчения пуска двигателя, снижения кратковременных перегрузок при трогании автомобиля и передачи крутящего момента агрегатам трансмиссии на всех режимах работы двигателя.

Рис. 13. Маховик двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД №17):

1 – зубчатый венец; 2 – фиксатор маховика; 3 – маховик; 4 – установочная втулка; 5 – сухарь отжимного рычага сцепления; 6 – болт крепления маховика; 7 – упорное пружинное кольцо; 8 – установочная втулка; 9 – манжета первичного вала коробки передач

Маховик 3 изготовляют из чугуна и динамически балансируют в сборе с коленчатым валом. На фланце маховик центрируется в строго определенном положении с помощью штифтов или болтов 6, которыми он крепится к фланцу. На обод маховика напрессован (а на ЯМЗ-238 крепят болтами, которые стопорят замковыми шайбами) зубчатый венец 1, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.У дизеля КамАЗ-740 маховик центрируется с помощью двух штифтов и крепится болтами непосредственно к коленчатому валу. На торце или ободе маховика многих двигателей наносятся метки, по которым поршень первого цилиндра можно установить в ВМТ на такте сжатия для установки зажигания у карбюраторных двигателей или момента впрыскивания у дизелей.

Маховик ЯМЗ-238 крепят к коленчатому валу восемью болтами, которые стопорят от самоотвертывания замковыми шайбами (одна шайба на два болта).

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Детали кривошипно-шатунного механизма можно разделить на:

• неподвижные — картер, блок цилиндров, цилиндры, головка блока цилиндров, прокладка головки блока и поддон. Обычно блок цилиндров отливают вместе с верхней половиной картера, поэтому иногда его называют блок-картером.
• подвижные детали КШМ — поршни, поршневые кольца и пальцы, шатуны, коленчатый вал и маховик.

Кроме того, к кривошипно-шатунному механизму относятся различные крепежные детали, а также коренные и шатунные подшипники.

Блок-картер

Блок-картер - основной элемент остова двигателя. Он подвергается значительным силовым и тепловым воздействиям и должен обладать высокой прочностью и жесткостью. В блок-картере устанавливают цилиндры, опоры коленчатого вала, некоторые устройства механизма газораспределения, различные узлы смазочной системы с ее сложной сетью каналов и другое вспомогательное оборудование. Блок-картер изготавливают из чугуна или алюминиевого сплава литьем.

Цилиндр

Цилиндры представляют собой направляющие элементы ⭐ кривошипно-шатунного механизма. Внутри их перемещаются поршни. Длина образующей цилиндра определяется ходом поршня и его размерами. Цилиндры работают в условиях резко изменяющегося давления в надпоршневой полости. Их стенки соприкасаются с пламенем и горячими газами, имеющими температуру до 1500… 2 500 °С.

Цилиндры должны быть прочными, жесткими, термо- и износостойкими при ограниченном количестве смазки. Кроме того, материал цилиндров должен обладать хорошими литейными свойствами и легко обрабатываться на станках. Обычно цилиндры изготавливают из специального легированного чугуна, но могут применяться также алюминиевые сплавы и сталь. Внутреннюю рабочую поверхность цилиндра, называемую его зеркалом, тщательно обрабатывают и покрывают хромом для уменьшения трения, повышения износостойкости и долговечности.

В двигателях с жидкостным охлаждением цилиндры могут быть отлиты вместе с блоком цилиндров или в виде отдельных гильз, устанавливаемых в отверстиях блока. Между наружными стенками цилиндров и блоком имеются полости, называемые рубашкой охлаждения. Последняя заполняется жидкостью, охлаждающей двигатель. Если гильза цилиндра своей наружной поверхностью непосредственно соприкасается с охлаждающей жидкостью, то ее называют мокрой. В противном случае она называется сухой. Применение сменных мокрых гильз облегчает ремонт двигателя. При установке в блок мокрые гильзы надежно уплотняются.

Цилиндры двигателей воздушного охлаждения отливают индивидуально. Для улучшения теплоотвода их наружные поверхности снабжают кольцевыми ребрами. У большинства двигателей воздушного охлаждения цилиндры вместе с их головками крепят общими болтами или шпильками к верхней части картера.

В V-образном двигателе цилиндры одного ряда могут быть несколько смещены относительно цилиндров другого ряда. Это связано с тем, что на каждом кривошипе коленчатого вала крепятся два шатуна, один из которых предназначен для поршня правой, а другой - для поршня левой половины блока.

Блок цилиндров

На тщательно обработанную верхнюю плоскость блока цилиндров устанавливают головку блока, которая закрывает цилиндры сверху. В головке над цилиндрами выполнены углубления, образующие камеры сгорания. У двигателей жидкостного охлаждения в теле головки блока предусмотрена рубашка охлаждения, сообщающаяся с рубашкой охлаждения блока цилиндров. При верхнем расположении клапанов в головке имеются гнезда для них, впускные и выпускные каналы, отверстия с резьбой для установки свечей зажигания (у бензиновых двигателей) или форсунок (у дизелей), магистрали смазочной системы, крепежные и другие вспомогательные отверстия. Материалом для головки блока обычно служит алюминиевый сплав или чугун.

Плотное соединение блока цилиндров и головки блока обеспечивается с помощью болтов или шпилек с гайками. Для герметизации стыка с целью предотвращения утечки газов из цилиндров и охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения между блоком цилиндров и головкой блока устанавливается прокладка. Она обычно изготавливается из асбестового картона и облицовывается тонким стальным или медным листом. Иногда прокладку с обеих сторон натирают графитом для защиты от пригорания.

Нижняя часть картера, предохраняющая детали кривошипно-шатунного и других механизмов двигателя от загрязнения, обычно называется поддоном. В двигателях сравнительно малой мощности поддон служит также резервуаром для моторного масла. Поддон чаще всего выполняется литым или изготавливается из стального листа штамповкой. Для устранения подтекания масла между блок-картером и поддоном устанавливается прокладка (на двигателях небольшой мощности для уплотнения этого стыка часто используется герметик - «жидкая прокладка»).

Остов двигателя

Соединенные друг с другом неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма являются остовом двигателя, воспринимающим все основные силовые и тепловые нагрузки, как внутренние (связанные с работой двигателя), так и внешние (обусловленные трансмиссией и ходовой частью). Силовые нагрузки, передающиеся на остов двигателя от несущей системы ТС (рама, кузов, корпус) и обратно, существенно зависят от способа крепления двигателя. Обычно он крепится в трех или четырех точках так, чтобы не воспринимались нагрузки, вызванные перекосами несущей системы, возникающими при движении машины по неровностям. Крепление двигателя должно исключать возможность его смещения в горизонтальной плоскости под действием продольных и поперечных сил (при разгоне, торможении, повороте и т.д.). Для уменьшения вибрации, передающейся на несущую систему ТС от работающего двигателя, между двигателем и подмоторной рамой, в местах крепления, устанавливаются резиновые подушки разнообразных конструкций.

Поршневую группу кривошипно-шатунного механизма образует поршень в сборе с комплектом компрессионных и маслосъемных колец, поршневым пальцем и деталями его крепления. Ее назначение заключается в том, чтобы во время рабочего хода воспринимать давление газов и через шатун передавать усилие на коленчатый вал, осуществлять другие вспомогательные такты, а также уплотнять надпоршневую полость цилиндра для предотвращения прорыва газов в картер и проникновения в него моторного масла.

Поршень

Поршень представляет собой металлический стакан сложной формы, устанавливаемый в цилиндре днищем вверх. Он состоит из двух основных частей. Верхняя утолщенная часть называется головкой, а нижняя направляющая часть - юбкой. Головка поршня содержит днище 4 (рис. а) и стенки 2. В стенках проточены канавки 5 для компрессионных колец. Нижние канавки имеют дренажные отверстия 6 для отвода масла. Для увеличения прочности и жесткости головки ее стенки снабжены массивными ребрами 3, связывающими стенки и днище с бобышками, в которых устанавливается поршневой палец. Иногда оребряют также внутреннюю поверхность днища.

Юбка имеет более тонкие стенки, чем у головки. В ее средней части расположены бобышки с отверстиями.

Рис. Конструкции поршней с различной формой днища (а-з) и их элементов:
1 - бобышка; 2 - стенка поршня; 3 - ребро; 4 - днище поршня; 5 - канавки для компрессионных колец; 6 - дренажное отверстие для отвода масла

Днища поршней могут быть плоскими (см. а), выпуклыми, вогнутыми и фигурными (рис. б-з). Их форма зависит от типа двигателя и камеры сгорания, принятого способа смесеобразования и технологии изготовления поршней. Самой простой и технологичной является плоская форма. В дизелях применяются поршни с вогнутыми и фигурными днищами (см. рис. е-з).

При работе двигателя поршни нагреваются сильнее, чем цилиндры, охлаждаемые жидкостью или воздухом, поэтому расширение поршней (особенно алюминиевых) больше. Несмотря на наличие зазора между цилиндром и поршнем, может произойти заклинивание последнего. Для предотвращения заклинивания юбке придают овальную форму (большая ось овала перпендикулярна оси поршневого пальца), увеличивают диаметр юбки по сравнению с диаметром головки, разрезают юбку (чаще всего выполняют Т- или П-образный разрез), заливают в поршень компенсационные вставки, ограничивающие тепловое расширение юбки в плоскости качания шатуна, или принудительно охлаждают внутренние поверхности поршня струями моторного масла под давлением.

Поршень, подвергающийся воздействию значительных силовых и тепловых нагрузок, должен обладать высокой прочностью, теплопроводностью и износостойкостью. В целях уменьшения инерционных сил и моментов у него должна быть малая масса. Это учитывается при выборе конструкции и материала для поршня. Чаще всего материалом служит алюминиевый сплав или чугун. Иногда применяют сталь и магниевые сплавы. Перспективными материалами для поршней или их отдельных частей являются керамика и спеченные материалы, обладающие достаточной прочностью, высокой износостойкостью, низкой теплопроводностью, малой плотностью и небольшим коэффициентом теплового расширения.

Поршневые кольца

Поршневые кольца обеспечивают плотное подвижное соединение поршня с цилиндром. Они предотвращают прорыв газов из надпоршневой полости в картер и попадание масла в камеру сгорания. Различают компрессионные и маслосъемные кольца.

Компрессионные кольца (два или три) устанавливают в верхние канавки поршня. Они имеют разрез, называемый замком, и поэтому могут пружинить. В свободном состоянии диаметр кольца должен быть несколько больше диаметра цилиндра. При введении в цилиндр такого кольца в сжатом состоянии оно создает плотное соединение. Для того чтобы обеспечить возможность расширения установленного в цилиндре кольца при нагревании, в замке должен быть зазор 0,2…0,4 мм. С целью обеспечения хорошей приработки компрессионных колец к цилиндрам часто применяют кольца с конусной наружной поверхностью, а также скручивающиеся кольца с фаской на кромке с внутренней или наружной стороны. Благодаря наличию фаски такие кольца при установке в цилиндр перекашиваются в сечении, плотно прилегая к стенкам канавок на поршне.

Маслосъемные кольца (одно или два) удаляют масло со стенок цилиндра, не позволяя ему попадать в камеру сгорания. Они располагаются на поршне под компрессионными кольцами. Обычно маслосъемные кольца имеют кольцевую канавку на наружной цилиндрической поверхности и радиальные сквозные прорези для отвода масла, которое по ним проходит к дренажным отверстиям в поршне (см. рис. а). Кроме маслосъемных колец с прорезями для отвода масла используются составные кольца с осевыми и радиальными расширителями.

Для предотвращения утечки газов из камеры сгорания в картер через замки поршневых колец необходимо следить за тем, чтобы замки соседних колец не располагались на одной прямой.

Поршневые кольца работают в сложных условиях. Они подвергаются воздействию высоких температур, а смазывание их наружных поверхностей, перемещающихся с большой скоростью по зеркалу цилиндра, недостаточно. Поэтому к материалу для поршневых колец предъявляются высокие требования. Чаще всего для их изготовления применяют высокосортный легированный чугун. Верхние компрессионные кольца, работающие в наиболее тяжелых условиях, обычно покрывают с наружной стороны пористым хромом. Составные маслосъемные кольца изготавливают из легированной стали.

Поршневой палец

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Он представляет собой трубку, проходящую через верхнюю головку шатуна и установленную концами в бобышки поршня. Крепление поршневого пальца в бобышках осуществляется двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в специальных канавках бобышек. Такое крепление позволяет пальцу (в этом случае он называется плавающим) проворачиваться. Вся его поверхность становится рабочей, и он меньше изнашивается. Ось пальца в бобышках поршня может быть смещена относительно оси цилиндра на 1,5…2,0 мм в сторону действия большей боковой силы. Благодаря этому уменьшается стук поршня в непрогретом двигателе.

Поршневые пальцы изготавливают из высококачественной стали. Для обеспечения высокой износоустойчивости их наружную цилиндрическую поверхность подвергают закалке или цементации, а затем шлифуют и полируют.

Поршневая группа состоит из довольно большого числа деталей (поршень, кольца, палец), масса которых по технологическим причинам может колебаться; в некоторых пределах. Если различие в массе поршневых групп в разных цилиндрах будет значительным, то при работе двигателя возникнут дополнительные инерционные нагрузки. Поэтому поршневые группы для одного двигателя подбирают так, чтобы они несущественно отличались по массе (для тяжелых двигателей не более чем на 10 г).

Шатунная группа кривошипно-шатунного механизма состоит из:

• шатуна
• верхней и нижней головок шатуна
• подшипников
• шатунных болтов с гайками и элементами их фиксации

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.

Рис. Детали шатунной группы:
1 - верхняя головка шатуна; 2 - стержень; 3 - нижняя головка шатуна; 4 - крышка нижней головки; 5 - вкладыши; 6 - втулка; 7 - шатун дизеля; S - основной шатун сочлененного шатунного узла

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.

Соединенный с поршнем посредством шатуна, воспринимает действующие на поршень силы. На нем возникает вращающий момент, который затем передается на трансмиссию, а также используется для приведения в действие других механизмов и агрегатов. Под влиянием резко изменяющихся по величине и направлению сил инерции и давления газов коленчатый вал вращается неравномерно, испытывая крутильные колебания, подвергаясь скручиванию, изгибу, сжатию и растяжению, а также воспринимая тепловые нагрузки. Поэтому он должен обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшой массе.

Конструкции коленчатых валов отличаются сложностью. Их форма определяется числом и расположением цилиндров, порядком работы двигателя и числом коренных опор. Основными частями коленчатого вала являются коренные шейки 3, шатунные шейки 2, щеки 4, противовесы 5, передний конец (носок 1) и задний конец (хвостовик 6) с фланцем.

К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Коренными шейками вал устанавливают в подшипниках картера двигателя. Соединяются коренные и шатунные шейки при помощи щек. Плавный переход от шеек к щекам, называемый галтелью, позволяет избежать концентрации напряжений и возможных поломок коленчатого вала. Противовесы предназначены для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил, возникающих на кривошипах вала во время его вращения. Их, как правило, изготавливают как единое целое со щеками.

Для обеспечения нормальной работы двигателя к рабочим поверхностям коренных и шатунных шеек необходимо подавать моторное масло под давлением. Масло поступает из отверстий в картере к коренным подшипникам. Затем оно через специальные каналы в коренных шейках, щеках и шатунных шейках попадает к шатунным подшипникам. Для дополнительной центробежной очистки масла в шатунных шейках имеются грязеуловительные полости, закрытые заглушками.

Коленчатые валы изготавливают методом ковки или литья из среднеуглеродистых и легированных сталей (может применяться также чугун высококачественных марок). После механической и термической обработки коренные и шатунные шейки подвергают поверхностной закалке (для повышения износостойкости), а затем шлифуют и полируют. После обработки вал балансируют, т. е. добиваются такого распределения его массы относительно оси вращения, при котором вал находится в состоянии безразличного равновесия.

В коренных подшипниках применяют тонкостенные износостойкие вкладыши, аналогичные вкладышам шатунных подшипников. Для восприятия осевых нагрузок и предотвращения осевого смещения коленчатого вала один из его коренных подшипников (обычно передний) делают упорным.

Маховик

Маховик крепится к фланцу хвостовика коленчатого вала. Он представляет собой тщательно сбалансированный чугунный диск определенной массы. Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала маховик способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах при пуске двигателя и кратковременных перегрузок, например, при трогании ТС с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя от стартера. Поверхность маховика, которая соприкасается с ведомым диском сцепления, шлифуют и полируют.

Рис. Коленчатый вал:
1 - носок; 2 - шатунная шейка; 3 - коренная шейка; 4 - щека; 5 - противовес; 6 - хвостовик с фланцем

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) воспринимает давление газов при рабочем ходе и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленвала. КШМ состоит из блока цилиндров с головкой, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера.

Устройство КШМ

Блок цилиндров является основной деталью двигателя, к которой крепятся все механизмы и детали. Блоки цилиндров отливают из чугуна или алюминиевого сплава. В той же отливке выполнены картер и стенки рубашки охлаждения, окружающие цилиндры двигателя. В блок цилиндров устанавливают вставные гильзы. Гильзы бывают «мокрые» (охлаждаемые жидкостью) и «сухие». На многих современных двигателях применяются безгильзовые блоки. Внутренняя поверхность гильзы (цилиндра) служит направляющей для поршней.

Блок цилиндров сверху закрывается одной или двумя (в V-образных двигателях) головками цилиндров из алюминиевого сплава. В головке блока цилиндров (ГБЦ) размещены камеры сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания (в дизелях – для свечей накала). В головках ДВС с непосредственным впрыском также имеется отверстие для форсунок. Для охлаждения камер сгорания вокруг них выполнена специальная рубашка. На головке цилиндров закреплены детали газораспределительного механизма. В ГБЦ выполнены впускные и выпускные каналы и установлены вставные седла и направляющие втулки клапанов. Для создания герметичности между блоком и ГБЦ устанавливается прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Головка цилиндров сверху закрывается крышкой. Между ними устанавливается маслоустойчивая прокладка.

Поршень воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава. В верхней части поршня расположена головка с канавками, в которые вставляются поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца.

При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширится и, если между ним и стенкой цилиндра не будет необходимого зазора, заклинится в цилиндре. Если же зазор будет слишком большим, то часть отработанных газов будет прорываться в картер. Это приведет к падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя. Поэтому головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, а саму юбку в поперечном сечении изготавливают не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большей осью в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. На юбке поршня имеется разрез. Из-за овальной формы и разреза юбки предотвращается заклинивание поршня при работе прогретого двигателя. Общее устройство поршней принципиально одинаково, но их конструкции могут отличаться в зависимости от особенностей конкретного двигателя.

Поршневые кольца подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют поршень в цилиндре и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла со стенок цилиндров и предотвращают проникновение масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок). Количество колец в разных двигателях может быть разным.

Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Палец изготовлен в виде пустотелого цилиндрического стержня, наружная поверхность которого закалена токами высокой частоты. Осевое перемещение пальца в бобышках поршня ограничивается разрезными стальными кольцами.

Шатун служит для соединения коленчатого вала с поршнем. Шатун состоит из стального стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. В верхней головке установлен поршневой палец, а нижняя головка крепится на шатунной шейке коленчатого вала. Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессовывается втулка, а в нижнюю, состоящую из двух частей, устанавливаются тонкостенные вкладыши. Обе части нижней головки скрепляются двумя болтами с гайками. К головкам шатуна при работе двигателя подводится масло. В V-образных двигателях на одной шатунной шейке коленвала крепится два шатуна.

Коленчатый вал изготавливается из стали или из высокопрочного чугуна. Он состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек, щек и противовесов. Задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами крепится маховик. На переднем конце коленчатого вала закрепляется ременной шкив и звездочка привода распредвала. В шкив может быть интегрирован гаситель крутильных колебаний. Наиболее распространенная конструкция представляет собой два металлических кольца, соединенных через упругую среду (резина-эластомер, вязкое масло).

Количество и расположение шатунных шеек зависят от числа цилиндров и их расположения. Шатунные шейки коленвала многоцилиндрового двигателя выполнены в разных плоскостях, что необходимо для равномерного чередования рабочих тактов в разных цилиндрах. Коренные и шатунные шейки соединяются между собой щеками. Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми. Поверхность коренных и шатунных шеек закаливают токами высокой частоты. В шейках и щеках имеются каналы, предназначенные для подвода масла. В каждой шатунной шейке имеется полость, которая выполняет функцию грязеуловителя. В грязеуловители масло поступает от коренных шеек и при вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенках. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцы резьбовые пробки только при разборке двигателя. Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными шайбами. В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются сальники и уплотнители, предотвращающие утечку масла.

В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения шейки вала расположены в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде металлических вкладышей, покрытых антифрикционным слоем. Вкладыши состоят из двух половинок. Шатунные подшипники устанавливаются в нижней разъемной головке шатуна, а коренные – в блоке и крышке подшипника. Крышки коренных подшипников прикручиваются болтами к блоку цилиндров и стопорятся во избежание самоотвертывания. Чтобы вкладыши не провертывались, в них делают выступы, а в крышках, седлах и головках шатунов – соответствующие им уступы.

Маховик уменьшает неравномерность работы двигателя, облегчает его пуск и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленвала болтами с гайками. При изготовлении маховик балансируется вместе с коленчатым валом. Для того чтобы при разборке двигателя балансировка не нарушилась, маховик устанавливается на несимметрично расположенные штифты или болты. Таким образом исключается его неправильная установка. В некоторых двигателях для снижения крутильных колебаний, передаваемых на КПП, применяются двухмассовые маховики, представляющие собой два диска, упруго соединенные между собой. Диски могут смещаться относительно друг друга в радиальном направлении. На ободе маховика наносятся метки, по которым устанавливают поршень первого цилиндра в в.м.т. при установке зажигания или момента начала подачи топлива (для дизелей). Также на обод крепится зубчатый венец, предназначенный для зацепления с бендиксом стартера.

Для уменьшения вибрации в рядных двигателях применяются балансирные валы , расположенные под коленчатым валом в масляном поддоне.

Картер двигателя отливается заодно с блоком цилиндров. К нему крепятся детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. Для повышения жесткости внутри картера выполнены ребра, в которых расточены гнезда коренных подшипников коленчатого вала. Снизу картер закрывается поддоном, выштампованным из тонкого стального листа. Поддон используется как резервуар для масла и защищает детали двигателя от загрязнения. В нижней части поддона имеется пробка для слива моторного масла. Поддон крепится к картеру болтами. Для предотвращения утечки масла между ними устанавливается прокладка.

Неисправности КШМ

К признакам неисправности КШМ относятся: появление посторонних стуков и шумов, падение мощности двигателя, повышенный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в отработанных газах.

Стуки и шумы в двигателе возникают в результате износа его основных деталей и появления между сопряженными деталями увеличенных зазоров. При износе поршня и цилиндра, а также при увеличении зазора между ними возникает звонкий металлический стук, хорошо прослушиваемый при работе холодного двигателя. Резкий металлический стук на всех режимах работы двигателя свидетельствует об увеличении зазора между поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна. Усиление стука при резком увеличении числа оборотов коленчатого вала свидетельствует об износе вкладышей коренных или шатунных подшипников, причем стук более глухого тона указывает на износ вкладышей коренных подшипников. При большом износе вкладышей возможно резкое падение давление масла. В этом случае эксплуатировать двигатель нельзя.

Падение мощности двигателя возникает при износе или залегании в канавках поршневых колец, износе поршней и цилиндров, а также плохой затяжке головки цилиндров. Эти неисправности вызывают падение компрессии в цилиндре. Компрессию проверяют при помощи компрессометра на теплом двигателе. Для этого выкручивают все свечи, и на место одной из них устанавливают наконечник компрессометра. При полностью открытом дросселе прокручивают двигатель стартером в течение 2-3 секунд. Таким образом последовательно проверяют все цилиндры. Величина компрессии должна быть в пределах, указанных в технических данных двигателя. Разница в компрессии между отдельными цилиндрами не должна превышать 1 кГ/см2.

Повышенный расход масла , перерасход топлива, появление дыма в отработанных газах (при нормальном уровне масла в картере) обычно появляются при залегании поршневых колец или износе колец и цилиндров. Залегание кольца можно устранить без разборки двигателя, залив в цилиндр через отверстие для свечи зажигания специальную жидкость.

Отложение нагара на днищах поршней и камер сгорания снижает теплопроводность, что вызывает перегрев двигателя, падение мощности и повышение расхода топлива.

Трещины в стенках рубашки охлаждения блока и головки блока цилиндров могут появиться в результате замерзания охлаждающей жидкости, заполнения системы охлаждения горячего двигателя холодной охлаждающей жидкостью или в результате перегрева двигателя. Через трещины в блоке цилиндров охлаждающая жидкость может попадать в цилиндры. При этом цвет выхлопных газов становится белым.