Основные дефекты деталей шатунно-поршневого комплекта представлены на рисунке 64.
Рис. 64. Возможные дефекты деталей шатунно-поршневого комплекта.
А) – Отложения нагара, кокса, смол;
Б) – Износы канавок;
В) – Износы отверстий под палец в поршне;
Г) – Износы наружной поверхности колец;
Д) – Износы колец по высоте;
Е) – Износы пальца снаружи;
Ж) – Износ втулки снаружи шатуна;
З) – Износ втулки внутри шатуна;
И) – Изгиб и скручивание шатуна;
К) – Износ нижней головки шатуна внутри;
Л) – Износ снаружи вкладыша;
М) – Износ шатунной шейки;
Н) – Износ коренной шейки;
О) – Износ изнутри вкладыша;
П) – Смятие фиксирующих усиков вкладыша;
Р) – Срыв и смятие резьбы шатунных болтов;
С) – Отложение продуктов износа.
Поршневой палец восстанавливается раздачей (пластической деформацией) в холодном состоянии с последующей термообработкой, гидротермической раздачей с одновременной термообработкой, гальваническими способами (хромированием, твёрдым железнением). После восстановления поршневые пальцы обрабатываются на бесцентрово-шлифовальных станках и полируются до нормального размера, доводя шероховатость поверхности до Ra=0,16-0,32 мкм.
При гидротермической раздаче палец нагревается ТВЧ в индукторе до температуры 790-830 градусов Цельсия, затем охлаждается проточной водой, пропуская её сквозь его внутреннюю полость. При этом палец закаливается, увеличивается его длина и наружный диаметр на 0,08-0,27 мм. Удлинённые пальцы шлифуются с торцов, затем снимаются фаски с наружной и внутренней поверхности.
Втулки верхней головки шатуна. Они восстанавливаются следующими методами: термодиффузионным цинкованием с последующей обработкой; осадкой в шатуне; обжатием с последующим наращиванием наружной поверхности электроконтактной приваркой стальной ленты (толщина ленты из малоуглеродистых сталей 0,4-0,6 мм).
Шатун. При износе поверхности под втулку шатун растачивается на один из ремонтных размеров с интервалом в 0,5 мм, снимая по торцам фаски 1,5 мм х 45 град. Для расточки используется алмазно-расточной станок УРБ-ВП, закрепляя шатун [рис. 65].
Рис. 65. Крепление шатуна на станке при расточке втулки верхней головки.
1) – Оправка;
2) – Призмы каретки;
3) – Маховичок передвижения каретки;
4) – Винт стопорения каретки;
5) – Кронштейн;
6) – Прижимная стойка;
7) – Опора;
8) – Шатун.
На данном станке можно растачивать отверстия диаметром 28-100 мм, при частоте вращения 600-975 мин-1 и подаче 0,04 мм/об.
Расстояние между осями верхних и нижних головок достигается установкой шаблона между упорами на кронштейне (5) и подвижной каретке. Правильность установки отверстия шатуна в вертикальной плоскости проверяется по резцу и регулируется опорой (7).
Изношенные внутренние поверхности нижней и верхней головок шатуна на ремонтных предприятиях наращиваются гальваническим железнением, растачиваются и шлифуются либо хонингуются до нормальных размеров.
Для определения отклонения от параллельности (изгиб) в вертикальной и горизонтальной (скручивание) плоскостях, осей верхней головки относительно нижней, шатун, скомплектованный с крышкой, проверяется для карбюраторных двигателей на специальном приборе [рис. 66], а для всех остальных – на приборе 70-8735-1025.
Рис. 66. Прибор для комплексной проверки шатунов автомобильных двигателей.
1) – Рукоятка для снятия скалки;
2) – Малая оправка;
3) – Направляющие ползуна;
4) – Индикаторы;
5) – Коромысло;
6) – Большая оправка;
7) – Стойка;
8) – Шатун.
Отклонение от параллельности (изгиб) осей головок шатунов допускается для дизелей:
Д-50 – 0,18 мм;
Д-240 – 0,05 мм;
СМД-17, СМД-18 – 0,15 мм;
СМД-60, А-01, А-41 – 0,07 мм;
ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б – 0,08 мм.
Допустимое скручивание:
Д-50 – 0,3 мм;
Д-240 и ЯМЗ-240НБ – 0,08 мм;
СМД-17, СМД-18 – 0,25 мм;
СМД-60 – 0,07 мм;
А-01, А-41 – 0,11 мм;
ЯМЗ-238НБ – 0,1 мм.
Для автомобильных двигателей отклонение от параллельности осей во всех плоскостях допустимо не более 0,05 мм на длине 100 мм. Для устранения этого дефекта править шатуны разрешено только после разогрева его стержня с помощью ТВЧ либо пламенем газовой горелки до температуры 450-600 градусов Цельсия, то есть с термофиксацией.
Поршни. Восстановление поршней дизелей типа СМД возможно методом плазменно-дуговой наплавки. Для этого поршень очищается в расплаве солей при температуре 375-400 градусов Цельсия в течение 10 минут, промывается, обрабатывается 10-ти процентной азотной кислотой и вновь промывается в горячей воде для удаления лаков и нагара в канавках. У поршня заплавляется верхняя канавка и головка проволокой СВАМГ и обрабатывается.
Комплектование, пригонка. Комплекты шатунов в сборе с крышками, ботами и гайками подбираются по массе в соответствии с таблицей 39.
Таблица 39. Допускаемая разница в массе деталей шатунно-поршневого комплекта.
| Марка двигателя | Разница в массе, г | ||
| шатунов | поршней | шатунов с поршнями в сборе |
|
| А-01М, А-41 | 17 | 20 | 40 |
| ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-238НБ | 17 | 10 | 30 |
| СМД-14, СМД-62 и другие | 10 | 7 | 22 |
| Д-240, Д-50 | 20 | 10 | 30 |
| Д-37М | 10 | 10 | 25 |
| ГАЗ-53, ЗИЛ-130 | 8 | 5 | 16 |
На некоторых из них масса указывается на наружной поверхности нижней головки, на крышке параллельно отверстию для шатунного болта. Если необходимо уравнять массу, то следует опилить металл стержня шатуна на линии разъёма штампов на глубину до 1 мм.
Разница в массах деталей в комплекте для одного двигателя при его работе приводит к возникновению неуравновешенных сил инерции, что вызывает вибрацию и ускоряет процесс изнашивания деталей.
При одинаковой массе шатуна распределение материала по длине должно быть таким, чтобы массы нижних и верхних головок в одном комплекте шатунов были равны (разность не должна превышать ± 3 грамма).
Поршни также подбираются по размеру и массе. Масса поршня маркируется на его днище. Поршни с гильзами комплектуются по зазору между поршнем (по юбке) и гильзой, обозначая группы буквами русского алфавита (Б, С, М и другие), которые выбиваются на днище поршня и на бурте гильзы.
Поршневые пальцы подбираются по размерной группе отверстий в бобышках поршней и помечаются красками либо номерами 0,1, 0,2 и т.д.
Втулки по наружному диаметру подбираются в соответствии с диаметром верхней головки шатуна, а по внутреннему – по диаметру пальца с учётом припуска на обработку.
Вкладыши должны соответствовать диаметру шеек коленчатого вала.
Поршневые кольца подбираются по размеру гильз и зазору в канавке поршня, который допускается 0,35 мм для первого кольца дизелей типа ЯМЗ, А-41 и типа СМД-60 (для остальных – 0,27 мм). Для вторых и третьих копрессионных колец зазор соответственно равен 0,30 мм и 0,20 мм.
Упругость колец проверяется путём установки их стыком в горизонтальное положение на площадке специальных весов МИП-10-1 [рис. 67]. Кольцо нагружается до нормального зазора в стыке. Усилие, показанное на циферблате весов, должно соответствовать техническим требованиям.
Рис. 67. Проверка упругости поршневых колец на приборе.
1) – Кольцо;
2) – Прибор;
3) – Весы.
Для проверки зазора в стыке поршневые кольца устанавливаются в цилиндр строго в плоскости, перпендикулярной оси, и проверяется щупом. Также контролируется качество прилегания колец к стенке цилиндра на просвет [рис. 68].
Рис. 68. Проверка поршневых колец на просвет.
а) – Установка кольца,
б) – Проверка;
1) – Кольцо;
2) – Гильза (эталонный цилиндр);
3) – Направляющее кольцо;
4) – Наставка.
Зазор в стыке новых колец для дизелей должен быть 0,6 ±0,15 мм, допускаемый без ремонта – до 2 мм; для новых колец карбюраторных двигателей – 0,3-0,7 мм.
Радиальный зазор (просвет) между кольцом и цилиндром для дизелей не должен превышать 0,02 мм более чем в двух местах на дугах 30 град. и не ближе 30 мм от замка. Для торсионных и конусных колец зазор допускается не более 0,02 мм, для маслосъёмных – 0,03 мм в любом месте, но не ближе 5 мм от замка. В кольцах карбюраторных двигателей просвет не допускается.
Кольцо проверяется также по высоте и короблению торцовых поверхностей, которое не должно превышать 0,05 мм для диаметров до 120 мм и 0,07 мм для больших диаметров колец.
Сборка и контроль. Сборка шатунно-поршневого комплекта начинается с запрессовки втулок в верхнюю головку шатуна с натягом 0,03-0,12 мм для дизелей разных марок, 0,14 мм для карбюраторных двигателей. Шатун крепится на алмазно-расточном станке УРБ-ВП так же, как представлено на рисунке 65, затем растачивается втулка с припуском:
на раскатывание 0,04-0,06 мм,
на дорнование 0,08-0,15 мм либо развёртывание 0,05-0,08 мм относительно нормального диаметра поршневого пальца.
Раскатываются втулки импульсной раскаткой на вертикально-сверлильном станке, дорнуются под прессом с механическим приводом при непрерывной подаче дорна [рис. 69], смазанного дизельным маслом.
Рис. 69. Дорн для втулки верхней головки шатуна.
d = D – 0.3;
d1 = D (-0,02/-0,03);
d2 = D (-0,09/-0,07);
d3 = D – 3;
D = номинальный диаметр поршневого пальца.
Затем контролируется отклонение от параллельности осей отверстий во втулке и нижней головке шатуна в соответствии с техническими требованиями. При этом правка шатуна не допускается. Далее собирают нижнюю головку шатуна с вкладышами, крышкой и болтами. Болты должны входить в отверстия от лёгких ударов молотка массой 200 граммов.
Масляные каналы шатуна промываются и продуваются воздухом. Поршни следует нагреть в электрошкафу ОКС-7543 либо в водомаслянной ванне до температуры 80-90 градусов Цельсия, далее в поршневых тисках соединить с шатуном поршневым пальцем.
Собранный комплект устанавливается на контрольную плиту таким образом, чтобы поршень касался какой-либо точкой поверхности плиты. При клиновидной щели размером более 0,1 мм на длине 100 мм (замеряется щупом) комплект разбирается, контролируются детали, обнаруживается и устраняется дефект.
Поршневой палец в бобышках поршня стопорится пружинными замками. Перед надеванием колец следует проверить конусообразность их наружной поверхности на контрольной плите с помощью угольника.