Обозначение диаметра коренных шеек коленчатого вала
Метка (X) на коленчатом вале
Цветовая маркировка диаметра коренных шеек наносится на противовесах коленчатого вала.
Цвет метки, нанесенной в указанных местах (А, В, С, D, Е)
Цветовая маркировка диаметра шатунных шеек
С помощью микрометра измерьте диаметр (в центре посадочного места) коренных шеек коленчатого вала, который должен составлять 54,785-54,805 мм.
Измерять следует в двух взаимно перпендикулярных направлениях у каждого конца каждой коренной шейки (4 измерения на каждую коренную шейку).
Сравните полученное значение диаметра с обозначением класса диаметра, нанесенным на коленчатый вал.
Проверка степени овальности и конусности коренных шеек коленчатого вала
Убедитесь, что разница между максимальной и минимальной величиной диаметра у каждого конца каждой коренной шейки находится в пределах допуска для степени овальности или конусности.
Максимально допустимое отклонение от формы окружности (разность измерений по взаимно перпендикулярным диаметрам) составляет 0,005 мм.
Максимально допустимая конусность (разность измерений по концам шейки) составляет 0,006 мм
Установите коленчатый вал на две измерительные призмы.
Установите магнитную стойку со стрелочным индикатором перемещений.
Вращайте коленчатый вал рукой.
Измерьте и запишите биение всех коренных шеек коленчатого вала
Максимально допустимое биение составляет 0,03 мм.
Метки классов вкладышей подшипников
Диаметр коренных шеек
Имеются 2 класса вкладышей коренных подшипников. Перед заказом вкладышей подшипников необходимо измерить диаметр коренных шеек коленчатого вала.
Направление установки вкладышей коренных подшипников коленчатого вала
Вкладыши подшипников не имеют ориентирующих элементов.
Крышки подшипников блока цилиндров не имеют канавок
Во вкладышах подшипников блока цилиндров имеются канавки
Проверка зазора между коренными шейками коленчатого вала и вкладышами коренных подшипников производится с помощью сминаемого пластикового калибра.
Для проверки узел собирается с уложенным вдоль шейки кусочком пластикового калибра. Крепления затягиваются номинальным моментом.
После этого узел разбирается и измеряется ширина расплющенного калибра. Так как калибр имеет строго определенную форму и толщину, то его ширина после расплющивания точно соответствует его остаточной толщине, которая равна измеряемому зазору. Калибр может быть круглого сечения или иметь форму линейки, клиновидной в поперечном направлении. Как правило, инструкция по пользованию пластиковым калибром имеется в его упаковке.
Величина зазора должна лежать в пределах от 0,040 до 0,075 мм.
С помощью микрометра измерьте диаметр (в центре посадочного места) шатунных шеек коленчатого вала, который должен составлять 48,00-48,02 мм.
Измерять следует в двух взаимно перпендикулярных направлениях у каждого конца каждой коренной шейки (4 измерения на каждую коренную шейку).
Сравните полученное значение диаметра с обозначением класса диаметра, нанесенным на коленчатый вал.
На каждой шатунной шейке убедитесь в том, что разница между максимальной и минимальной величиной диаметра у каждого конца коренной шейки находится в пределах допуска для степени овальности или конусности.
Максимально допустимое отклонение от формы окружности (разность измерений по взаимно перпендикулярным диаметрам) составляет 0,005 мм.
Максимально допустимая конусность (разность измерений по концам шейки) составляет 0,006 мм.
Измерьте толщину каждого полукольца с помощью микрометра. Значение толщины должно лежать в пределах от 2,45 до 2,65 мм
1. Установите без смазки следующие элементы:
— верхние вкладыши подшипников коленчатого вала из блока цилиндров,
— центральные опорные полукольца (пазами в сторону щек вала),
— нижние вкладыши подшипников на подшипники коленчатого вала,
— нижние вкладыши в сборе с подшипниками коленчатого вала,
— старые винты крепления крышек коренных подшипников коленчатого вала.
2. Установите индикатор с держателем на блок цилиндров.
3 Установите щуп индикатор на поверхности крепления маховика к коленчатому валу.
4. Установите коленчатый вал на опорном полукольце с помощью перемещения вала в продольном направлении в сторону привода ГРМ
5. Откалибруйте индикатор на нулевое значение.
6 Установите коленчатый вал на другом опорном полукольце при помощи перемещения вала в продольном направлении в сторону маховика.
7 Проверьте осевое перемещение коленчатого вала. Его величина должна находиться в следующих пределах:
— при новых упорных полукольцах 0,1670,252 мм,
— при поработавших упорных полукольцах 0,167-0,852 мм.
Измерения и расчеты, выполняемые при ремонте двигателей
Цель ремонта двигателя, независимо от того, что конкретно ремонтируется, — восстановить допуски параметров двигателя до технических требований, установленных заводом-изготовителем. При любом ремонте двигателя производятся измерения. Специалист автосервиса обязан производить измерения дважды:
• Необходимо производить обмер частей ремонтируемого двигателя с целью проверки их соответствия заводским техническим требованиям и необходимости в их восстановлении.
• Прежде чем приступать к сборке ремонтируемого двигателя, необходимо производить обмер запасных частей и поверхностей, прошедших механическую обработку в процессе ремонта, с целью проверки соответствия их размеров требуемым.
МИКРОМЕТР
При техническом обслуживании и ремонте двигателя самым необходимым и чаще всего используемым измерительным инструментом является микрометр (рис. 11.1). Барабан вращается на цилиндрической ручке (стебле) микрометра на винте с микрометрической резьбой, имеющей сорок витков на дюйм. При каждом обороте барабана шпиндель микрометра перемещается на расстояние 0,025 дюйма. Барабан размечен по периметру на 25 одинаковых секторов. Таким образом, повороту измерительного барабана на одно деление соответствует перемещение шпинделя на 0,001 дюйма. Все микрометры должны регулярно проходить метрологическую поверку (рис.11.2).
Рис. 11.1. Примеры типичных микрометров, используемых для контроля геометрических размеров
Рис. 11.2. Все микрометры необходимо поверять и, при необходимости, калибровать, используя для этого эталонный стержень
Как пользоваться микрометром
Ил. 20.1. Этот большой деревянный макет служит для демонстрации того, как пользоваться микрометром. Неподвижный корпус называется стеблем
Ил. 20.2. Подвижная часть микрометра называется барабаном
Ил. 20.3. Для снятия показаний микрометра по длине стебля нанесены риски с шагом 0,025 дюйма, промаркированные числами через каждую 0,100 дюйма
Ил. 20.4. По периметру барабана равномерно расставлены 25 рисок, каждая соответствует 0,001 дюйма
Ил. 20.5. За сорок оборотов барабан перемещается на один дюйм. Таким образом, за один оборот барабан перемещается по стеблю микрометра на 0,025 дюйма (1,000 дюйм, деленный на 40, дает в результате 0,025 дюйма)
Ил. 20.6. Следовательно, для считывания показания микрометра необходимо считать показание на стебле микрометра и показание на барабане и сложить их
Ил. 20.7. За один оборот барабан смещается по ручке на одно деление, нанесенное на ней. Цена одного деления составляет 0,025 дюйма. Четыре деления составляют 0,025 х 4 = 0,100 дюйма. Напротив соответствующей риски на стебле стоит цифра «1», означающая одну тысячную дюйма
Ил. 20.8. В этом положении измерительного механизма видна одна риска на стебле микрометра, и риска на барабане, отмеченная цифрой «О» совпадает с линией шкалы, нанесенной на стебле микрометра, что означает, что барабан совершил полный оборот сверх 0,025 дюйма. Вторая риска на стебле микрометра находится под самым краем измерительного барабана. Это показание означает 0,050 дюйма
Ил. 20.9. При повороте барабана на одно деление показание микрометра увеличивается на одну тысячную дюйма и становится равным 0,051 дюйма (0,025 дюйма х 2 + 0,001 дюйма с барабана = 0,051 дюйма)
Ил. 20.10. Барабан был повернут на много оборотов пока на стебле не открылась цифра «1», означающая 0,100 дюйма (сто тысячных) плюс еще одна риска на стебле, означающая еще 0,025 дюйма (25 тысячных), плюс барабан стоит в таком положении, в котором риска на нем, отмеченная числом «10», совместилась с линией шкалы, нанесенной на стебле микрометра, что означает еще 0,010 дюйма (десять тысячных). Таким образом, это показание микрометра означает 0,135 дюйма (100+ 25+ 10= 135)
Ил. 20.11. Это показание означает 0,315 дюйма (0,300 на гтрбпо микоометра плюс 0,015 на барабане)
Ил. 20.12. Одна тысячная дюйма записывается как 0,001 дюйма, а 920 тысячных дюйма — как 0,920 дюйма
Шейки шатунных и коренных подшипников коленчатого вала, как правило, отличаются по размерам. И те, и другие необходимо обмерять, проверяя на овальность и конусность (рис. 11.3).
Измерение овальности
Профиль шейки измеряется не менее чем в двух поперечных сечениях по ее длине. Измерение диаметра в каждом сечении производится через каждые 120 градусов по периметру профиля шейки, под одинаковыми углами. В примере, показанном на рис. 11.4, производится всего шесть измерений. Расчет овальности шейки производится путем вычисления разницы между наибольшим и наименьшим результатами измерений.
Поперечное сечение А:
Поперечное сечение Б:
Но результатам измерений максимальная величина овальности выявлена в поперечном сечении А и составляет 0,0011 дюйма. Этот результат и следует
Рис. 11.3. Измерение овальности и конусности шатунной шейки коленчатого вала с помощью микрометра
использовать для сравнения с заводскими техническими требованиями с целью определения необходимости в механической обработке детали.
Измерение конусности
Для определения конусности шейки сравниваются диаметры, измеренные в поперечных сечениях А и Б под одинаковым углом, и вычисляется разность между ними. Например:
Поперечное Поперечное сечение А сечение Б
Максимальная разность между результатами измерений составляет 0,0006 дюйма — она характеризует конусность шейки и сравнивается с заводскими техническими требованиями.
Рис. 11.4. Измерение геометрических параметров шейки коленчатого вала. Каждую шейку необходимо измерить не менее чем в шести позициях: в поперечном сечении А и поперечном сечении Б через каждые 120 градусов по периметру профиля шейки, под одинаковыми углами
Рис. 11.5. Овальность шейки распределительного вала определяется по результатам трех измерении в одном поперечном сечении шейки — через каждые 120 градусов по периметру профиля шейки
Шейки распределительного(ых) вала(ов) также проверяются на овальность и конусность путем измерения с помощью микрометра и сравнения результатов с техническими требованиями завода-изготовителя (рис. 11.5).
ПРИМЕЧАНИЕ
В двигателях с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала шейки распределительного вала делаются часто с уменьшением диаметра по направлению к заднему концу двигателя. В двигателях с верхним расположением распределительного вала шеики распределительного вала имеют обычно одинаковый диаметр.
Высота вершин кулачков распределительного вала также измеряется с помощью микрометра, как показано на рис. 11.6, и сравнивается с заводскими техническими требованиями.
Рис. 11.6. Распределительный вал проверяется на степень изношенности путем измерения с помощью микрометра высоты вершин кулачков
Цель задания. Изучить устройство и способы измерения деталей сопряжения коленчатый вал — подшипники. Иметь представление о величинах изменения структурных параметров кривошипно-шатунного механизма в процессе эксплуатации автомобиля. После проведения дефектации коленчатого вала, принять решение о целесообразности ремонта коленчатого вала. Сделать выбор отремонтировать или купить коленчатый вал.
Необходимое оборудование. Двигатели ГАЗ-53 (ЗИЛ-130), бывшие в эксплуатации (требующие ремонта), без навесного оборудования и со снятыми поддоном картера и масляным насосом; стенды поворотные для двигателей; инструмент для разборочно-сборочных работ: ключи гаечные 12, 14, 17 и 24 мм; ключи торцевые 12, 15, 17, 19 и 22 мм; плоскогубцы, молоток, отвертка; измерительный инструмент; щупы пластинчатые, микрометры 50—75 мм; призмы для установки коленчатых валов; динамометрическая рукоятка и рукоятка для проворачивания коленчатого вала; шпилька для снятия и установки вкладышей подшипников; плакаты и схемы, иллюстрирующие устройство кривошипно-шатунного механизма и приемы измерения размеров шеек коленчатого вала, зазоров в сопряжениях шейки коленчатого вала — подшипники; справочные материалы; обтирочный материал.
Последовательность выполнения диагностики коленчатого вала двигателя.
1. Установить коленчатый вал на призмы, отсоединить шатуны и протереть шейки.
2. Определить величину и характер износа шатунных и коренных шеек по указанию преподавателя.
Шатунные и коренные шейки коленчатых валов измеряют микрометром в двух плоскостях и двух сечениях. Одна плоскость берется по оси колена, а другая — перпендикулярно ей, как показано на рис. 2. Сечения выбирают на расстоянии 5—6 мм от галтелей. Каждое измерение выполняют два-три раза, и средний результат заносят в табл. 4.
При измерении микрометр удобнее держать левой рукой, а правой поворачивать его головку до момента действия трещотки. Мерительные поверхности пятки и шпинделя микрометра должны не туго проходить по поверхности шейки вала, а лишь слегка «закусывать» ее.
Конусность шейки определяется как разность ее диаметров, измеряемых в разных сечениях, но в одной плоскости. Овальность шейки — разность диаметров, измеренных в данном сечении, но в разных плоскостях.
Результаты измерений шеек коленчатого вала записать в табл. 4.
3. Определить величину зазора в сопряжении шатунная шейка — подшипник с помощью пластинок из фольги. Для измерения величины зазора следует пластинку вначале смазать маслом и поместить ее между шейкой вала и одной из половинок вкладыша подшипника, После этого крышку подшипника затягивают динамометрическим ключом с усилием 7—8 кгс. Удерживая в призмах коленчатый вал, проворачивают шатун вокруг шейки. Толщина пластинки (пластинок), при которой ощущается значительное сопротивление вращению шатуна на шейке коленчатого вала, будет соответствовать величине зазора в этом сопряжении.
Указанный зазор определяют при эксплуатации и ремонте двигателя с помощью пластинок из фольги на собранном кривошипно-шатунном механизме, при этом крышки всех других подшипников (коренных и шатунных) должны быть ослаблены, а коленчатый вал провертывается пусковой рукояткой.
4. Дать заключение о техническом состоянии коленчатого вала, сравнив полученные замеры с предельно допустимыми.
Если вы тщательно провели дефектацию коленчатого вала, можно сделать выбор метода выосстановления коленчатого вала в данном случае.
Проверка технического состояния и ремонт коленчатого вала
Для обеспечения селективной сборки двигателя блок двигателя и коленчатый вал по размерам постелей и шеек коленчатого вала разбиваются на группы и маркируется буквами.
Перед проверкой технического состояния коленчатого вала необходимо выполнить перечисленные ниже операции.
Тщательно протереть коленчатый вал растворителем, бензином или керосином и убедиться в отсутствии на шейках следов неравномерного изнашивания, трещин, задиров, рисок и следов коррозии. Степень износа поверхности вала может быть проверена с помощью медной шайбы или монеты. Для этого необходимо несколько раз потереть шайбой (монетой) по поверхности шейки. Если на шейке остаются частички меди, значит, она изношена и должна быть перешлифована. С меньшей достоверностью наличие следов износа на шейках коленчатого вала определяют проведя по ним пальцем руки без нажима.
После проверки прочищают все масляные каналы используя проволочную или жесткую волосяную щетку. Удаляют заглушки с каналов системы смазки, промывают каналы моющим раствором или керосином, продувают сжатым воздухом, обработать зенкером гнезда заглушек и устанавливают новые заглушки, зачеканив их в нескольких точках керном. Чтобы острые края не царапали и не оставляли выемок на вновь устанавливаемых подшипниках, необходимо снять фаски с отверстий масляных каналов.
Если производится шлифование коленчатого вала, вышеуказанные операции выполняются после него. Незначительные неровности на шейках можно зачистить шлифовальной шкуркой или бруском мелкой зернистости.
Коленчатый вал проверяют, установив его на две призмы. При этом проверяют радиальное биение коренных шеек (рис. 4.24), а также смещение осей шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, и неперпендикулярность торцевой поверхности фланца по отношению к оси коленчатого вала.
Рис. 4.24. Проверка коленчатого вала
Биение проверяют по средней коренной шейке. Оно должно быть не более 0,025…0,060 мм (в зависимости от модели двигателя).
Шейки коленчатого вала шлифуют на специальном станке под ближайший размер подшипников, если установка стандартных подшипников номинального размера не обеспечивает требуемый радиальный зазор. Можно перешлифовать только коренные или только шатунные шейки, либо те и другие одновременно. Шлифование коренных и шатунных шеек может выполняться под разные ремонтные размеры, но ремонтные размеры одноименных шеек (коренных или шатунных) не должны различаться.
При шлифовании шеек должны соблюдаться следующие условия:
· не допускается касание шлифовальным кругом боковых поверхностей шейки (это может увеличить осевой люфт шатунов, что приведет к появлению стуков в шатунных подшипниках);
· конечный размер шеек должен быть с допуском +0,01…0,015 мм;
Рис. Правка коленчатого вала:
1 – индикатор; Р – усилие пресса
После установки коленчатого вала в блок цилиндров необходимо проверить его осевой люфт. Люфт не должен превышать допустимых значений производителя, в противном случае шатун будет клинить на шейке вала. В это случае шатунные подшипники будут иметь характерный «диагональный» износ.
На блок устанавливают кронштейн с индикатором часового типа таким образом, чтобы его ножка упиралась во фланец вала (рис. 4.25). Перемещая вал вверх или вниз (например, отвертками), измеряют люфт. В автомобилях ВАЗ-2109 он должна находиться в пределах 0,06…0,26 мм, “Опель Рекорд” с двигателем 21D – 0,030…0,130 мм, “Опель Рекорд” с двигателем 20S – 0,043…0,156, БМВ – 0,085…0,174 мм, “Ауди 80D”, “Фольксваген” – 0,07…0,17 мм. Предельный осевой люфт для всех двигателей – 0,35… 0,37 мм.
При отсутствии индикатора осевой люфт с меньшей точностью можно измерить с помощью набора щупов. Для этого вставляют отвертку между первым кривошипом вала и передней стенкой блока цилиндров (рис. 4.26) и, действуя ею как рычагом, отжимают вал к задней части двигателя. Затем с помощью щупа определяют зазор между торцом задней шайбы упорного подшипника и плоскостью бурта первой коренной шейки. Если люфт оказывается больше нормы, его регулируют с помощью полуколец, заменив старые полукольца новыми или установив полукольца увеличенной толщины (рис. 4.27).
Рис. 4.27. Установка упорных полуколец коленчатого вала в гнезда среднего коренного подшипника
После ремонта коленчатый вал собирается с теми же маховиком и сцеплением, которые стояли на нем до ремонта. Сцепление необходимо устанавливать на маховик по заводским меткам или меткам, нанесенным твердым предметом на обеих деталях, одна против другой, около одного из болтов крепления кожуха сцепления к маховику.
Перед установкой на двигатель коленчатый вал подвергают динамической балансировке на балансировочном станке. Предварительно необходимо сцентрировать ведомый диск сцепления с помощью ведущего вала от старой коробки передач или специальной оправки. Дисбаланс устраняют высверливанием металла в противовесах коленчатого вала или ступице маховика.
На ступице коленчатого вала могут быть риски, а на поверхности шейки под сальник – задиры, которые устраняются шлифованием.
Сальники должны заменяться при каждой разборке двигателя независимо от их состояния.
Маховик двигателя может иметь следующие повреждения: износ, риски, задиры и микротрещины на рабочей поверхности, выкрашивание зубьев венца, износ зубьев по длине, износ отверстий под болты крепления к коленчатому валу, повреждение резьбы в отверстиях, появление цвета побежалости.
На поверхности маховика, прилегающей к фланцу коленчатого вала (рис. 4.28), и на поверхности 3 под ведомый диск сцепления не допускаются царапины и задиры. Неплоскостность поверхности 3 должна находиться в пределах 0,06…0,1 мм.
1 – поверхность, прилегающая к фланцу коленчатого вала; 2 – место проверки поверхности для крепления сцепления; 3 – место проверки биения опорной поверхности ведомого диска сцепления
Неплоскостность проверяется с помощью щупа при установке маховика на поверочную плиту. Царапины и задиры на поверхности 3 удаляются протачиванием со снятием слоя металла толщиной не более 1 мм с последующей зачисткой абразивной шкуркой. При этом протачивают также и поверхность 2, не затрагивая зубчатый венец и выдерживая размер (0,5±0,1) мм. При протачивании необходимо обеспечить параллельность указанных поверхностей относительно поверхности 1, прилегающей к фланцу коленчатого вала. Непараллельность не должна превышать 0,1 мм.
Торцевое биение маховика проверяется по крайним точкам поверхностей 2 и 3 после установки маховика на оправку и центровки его по посадочному отверстию. Оно не должно превышать 0,1 мм.
Если маховик имеет цвет побежалости на поверхности 3 под ведомый диск сцепления, необходимо проверить натяг обода на маховике. Обод не должен проворачиваться при крутящем моменте 590 Н×м (60 кг×см) и сдвигаться в осевом направлении при усилии 3,9 кН (400 кгс).
При небольшом износе торцов зубьев маховика достаточно зачистить торцы на шлифовальном станке. При выкрашивании зубьев и значительном их износе по длине зубчатый венец подлежит замене. Учитывая то, что у зубчатого венца торцы зубьев изнашиваются со стороны входа в зацепление шестерни стартера и боковые стороны зубьев на дуге 200…230 мм, при отсутствии нового венца можно использовать старый. Для этого спрессованный венец поворачивают на 180 вокруг вертикальной оси и на 90 вокруг оси вращения. Чтобы облегчить напреcсовку нового венца, рекомендуется нагреть его до температуры 180…220 С. Во избежание возникновения отпуска зубьев не следует превышать указанную температуру.
После замены зубчатого венца маховик необходимо статически отбалансировать путем высверливания лишнего металла со стороны крепления сцепления. Высверливаемые отверстия должны иметь глубину не более 15 мм, а дисбаланс маховика не должен превышать 35 г×см.
Если устанавливается новый маховик, на нем может быть только метка для установки первого поршня в ВМТ. В этом случае необходимо наносить на маховике метку для установки угла опережения зажигания согласно рекомендаций предприятия-изготовителя.
Рис. Метки для нового маховика:
i – наносимая метка для установки зажигания; u – заводская метка для установки первого поршня в ВМТ
