Ремонт кривошипно шатунного механизма двигателя

6 августа 2019 0 Автор

Технология ремонта кривошипно-шатунного механизма

Мойка и очистка

В качестве моющего средства при наружной мойке агрегатов можно применить Лабомид 101 и Лабомид 102. При наружной мойке сливают смазочный материал из картера двигателя и выпаривают водяным паром. Тщательная наружная мойка агрегатов является одним из важнейших условий, обеспечивающих высокую производительность труда и сохранность деталей при разборке.

После наружной мойки детали кривошипно-шатунного механизма необходимо очистить.

Очистка блока цилиндров от нагара, накипи и продуктов коррозии осуществляется химико-термическим способом. Сущность его заключается в обработке поверхностей деталей в соляном расплаве (60…70% NaOH, 25…35% NaNO3, 5% NaCl) при 400…450 C. Весь процесс включает четыре операции: обработка в расплаве; промывка в проточной воде; травление в кислотном растворе; промывка в горячей воде. После погружения детали в расплав через 5…12 мин происходит полное удаление нагара, большей части накипи и других загрязнений. Во время промывки (5…6 мин.) разрушаются разрыхленные в расплаве слои ржавчины и окалины, а также смываются оставшиеся на поверхности частицы накипи. При травлении в кислотном растворе нейтрализуется щелочь, полностью удаляются окислы, и осветляется поверхность деталей.

Снятие подвижных деталей кривошипно-шатунного механизма начинается с общей разборки двигателя. Вымытый и очищенный двигатель устанавливается на разборочном стенде в кронштейнах поворотного стола. Перед проведением работ положение двигателя фиксируют стопорным устройством. Отсоединяют поддон картера, откручивают приемник масляного насоса, отсоединяют крышки коренных подшипников, при этом маркируют крышки в соответствии с порядком их установки на постелях. Отсоединяют крышки шатунных подшипников, которые тоже маркируют. После чего вынимают из постелей коленчатый вал. Затем отсоединяют головки блока цилиндров и выпрессовывают при помощи выколодки, выполненной из мягкого металла или дерева поршней с шатунами.

Рис.15 КШМ

В кривошипно-шатунном механизме восстановлению подлежат: коленчатый вал, шатуны и маховик. Основными дефектами коленчатого вала являются: обломы и трещины, изгиб, износ шатунных и коренных шеек, износ отверстий соответственно под болты крепления моховика и под подшипник направляющего конца ведущего вала коробки передач, фланца на торцовой поверхности и по диаметру, шпоночных и маслосгонных канавок, шеек под шестерню и ступицу шкива, повреждение резьбы, увеличение длин упорной коренной и шатунных шеек.

Осевые зазоры коленчатого вала:

Стандартный 2,020 — 0,200 мм;

Максимальный — 0,3. Если осевой зазор больше максимально допустимого, заменить упорные кольца.

Основными дефектами шатунов являются: изгиб и скручивание, износ отверстий в нижней головке, в верхней головке по втулку и во втулке верхней головки, уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головок.

Проверка осевого зазора шатунного подшипника часовым индикатором.

Номинальный осевой зазор 0,15 — 0,350 мм.

Максимальный осевой зазор 0,45 мм.

Зазор шатунного подшипника:

Номинальный 0,016 — 0,048 мм; ремонтный(0,25) 0,015 — 0,058 мм; максимальный 0,08 мм.

Номинальные размеры вкладышей по их толщине:

Метка «1» 1,487 — 1,491 мм;

Метка «2» 1,491 — 1,495 мм;

Метка «3» 1,495 — 1,499 мм;

Ремонтный (0,25) 1,607 — 1,613 мм.

Зазор коренного подшипника:

Номинальный 0,016 -0,049 мм;

Максимальный 0,080 мм

Проверка радиального зазора шатунного подшипника. Проверьте совмещение меток на шатуне и крышке шатуна, если метки отсутствуют, то керном нанесите их на крышки и на шатуны. Это обеспечит в последующем правильность сборки.

Проверьте поверхность шатунной шейки и вкладыша на предмет наличия точечной коррозии и царапин.

Моменты затяжки болтов крышки шатуна 39 Н м.

Восстановление коленчатых валов проводят, если размеры дефектов достигают предельных значений.

При наличии обломов и трещин, а также при предельном увеличении длины коренной или шатунной шейки вал бракуют. Допустимое увеличение длины упорной коренной шейки компенсируют постановкой упорных шайб ремонтного размера.

Изгиб коленчатого вала устраняют правкой на прессе в холодном состоянии или наклепом щек.

Шатунные и коренные шейки, изношенные в пределах ремонтного размера, шлифуют под ближайший ремонтный размер. В начала проточкой фасок устраняют повреждения центровых отверстий, затем шлифуют коренные шейки. При шлифовании коренных шеек вал устанавливают в центрах круглошлифовального станка по центровым фаскам, а при шлифовании шатунных шеек — в центросмесители, совмещая ось вращения шатунной шейки с осью станка. Обработку коленчатого вала начинают со шлифования первой шатунной шейки. Все коренные и шатунные шейки шлифуют под один ремонтный размер. Острые комки фасок масляных каналов притупляют конусным абразивным инструментом

Изношенные отверстия под болты развертывают в сборе с маховиком под ремонтный размер, одинаковый для всех отверстий.

Изношенный по торцовой поверхности фланец протачивают до удаления следов износа, уменьшая его биение до допустимых значений и не допуская до предельной толщины фланца по диаметру устраняют накаткой, гальваническим наращиванием или наплавкой с последующей механической обработкой до размера рабочего чертежа.

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

При повреждении резьбы под храповик менее двух ниток ее прогоняют под размер рабочего чертежа ,при срыве двух и более ниток нарезают резьбу ремонтного размера.

После восстановления коленчатого вала проверяют биение средней коренной шейки, посадочного места распределительной шестерни, шейки под сальник наружного диаметра фланца и отверстия под подшипник, а также радиус кривошипа. Длину первой коренной шейки измеряют специальным приспособлением, базируя его по месту установки шкива коленчатого вала. Размеры коренных и шатунных шеек проверяют предельными скобами.

Сборку коленчатого вала с установки маховика на фланец коленчатого вала и совмещают отверстия в маховике с отверстиями на фланце. Гайки болтов крепления маховика затягивают равномерно крест-накрест, прикладывая заданный момент. Затем индикаторным приспособлением проверяют биение торцовой поверхности маховика относительно оси коленчатого вала. Если биение превышает заданную величину, то узел разукомплектовывают и устанавливают другой маховик. Гайки крепления маховика шплинтуют в обязательном порядке.

В отверстие фланца коленчатого вала запрессовывают подшипник, который должен плотно сидеть в отверстии, а его внутренняя обойма должна легко, без заедания, вращаться от руки.

Автор: Китаева Светлана Александровна
Должность: мастер производственного обучения
Учебное заведение: ГБПОУ "Дзержинский технический колледж"
Населённый пункт: г. Дзержинск Нижегородской области
Наименование материала: методическая разработка
Тема: Техническое обслуживание и ремонт КШМ двигателя автомобиля ВАЗ 2107
Дата публикации: 19.02.2017
Раздел: среднее профессиональное

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

начального профессионального образования

Профессиональное училище № 49

Тема: «Техническое обслуживание и ремонт кривошипно-

шатунного механизма двигателя автомобиля ВАЗ 2107»

Предмет: ПМ 01 «Техническое обслуживание и ремонт

автотранспорта», УП. 01

Выполнил: Китаева С.А

Кривошипно-шатунный механизм автомобиля ВАЗ 2107

Кривошипно-шатунный механизм 1. Гайка крепления шкивов; 2. Шкив привода

генератора и насоса охлаждающей жидкости; 3. Ось натяжного ролика; 4. Натяжной

ролик; 5. Шкив распределительного вала; 6. Сальник распредепительного вала; 7.

Держатель сальника; 8. Упорный фланец распределительного вала; 9. Корпус

подшипников распределительного вала; 10. Распределительный вал; 11.

Терморегулирующая пластина поршня; 12. Поршень; 13. Верхнее компрессионное кольцо;

14. Нижнее компрессионное кольцо; 15. Маслосъемное кольцо; 16. Палец поршня; 17.

Болт крепления крышки шатуна; 18. Маховик; 19. Упорное полукольцо коленчатого вала;

20. Передний подшипник первичного вала коробки передач; 21. Зубчатый обод маховика;

22. Вкладыши З-го (центрального) коренного подшипника коленчатого вала; 23.

Вкладыши 1, 2, 4 и 5-го коренных подшипников коленчатого вала; 24. Коленчатый вал; 25.

Впускной клапан; 26. Направляющая втулка клапана; 27. Стопорное кольцо; 28.

Читайте также:  Можно ли после тосола залить антифриз

Выпускной клапан; 29. Зубчатый шкив коленчатого вала; 30. Зубчатый ремень; 31.

Маслоотражательный колпачок; 32. Шкив привода масляного насоса, распределителя

зажигания и топливного насоса; 33. Кронштейн натяжного ролика; 34. Пружина натяжного

ролика; 35. Наружная пружина клапана; 36. Тарелка пружин; 37. Сухари клапана; 38.

Рычаг привода клапана; 39. Пружина рычага; 40. Стопорная пластина пружины рычага; 41.

Вкладыш и шатуна; 42. Крышка шатуна; 43. Шатун; 44. Регулировочный болт клапана; 45.

Внутренняя пружина клапана; 46. Опорная шайба внутренней пружины; 47. Опорная

шайба наружной пружины; 48. Метки в.м.т. поршней 1 и 4-го цилиндров;

Контрольный лист 1

Предварительное определение знаний по теме «Кривошипно-шатунный механизм

1. Для чего предназначен кривошипно-шатунный механизм?

2. Какие детали КШМ относятся к подвижным?

3. Какие кольца установлены ближе к верхней части поршня (днищу)?

4. Для чего предназначен шатун?

5. Для чего предназначены компрессионные кольца?

1. К какому агрегату автомобиля относится кривошипно-шатунный механизм?

2. Какие детали КШМ относятся к неподвижным?

3. Какие детали жестко крепятся к коленчатому валу?

4. Для чего предназначен коленчатый вал?

5. Для чего предназначены маслосъемные кольца?

Эталон ответов предварительного определения знаний по теме «Кривошипно-

шатунный механизм автомобиля»

1. КШМ воспринимает силу горючих газов и превращает прямолинейное возвратно-

поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

2. Подвижные детали: коленчатый вал с подшипниками (вкладышами), шатуны с

подшипниками (вкладыши для нижних головок и втулки для верхних головок), поршни,

поршневые кольца, поршневые пальцы и маховик.

3. Ближе к верхней части поршня установлены компрессионные кольца.

4. Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом и передачи усилий между

5. Компрессионные кольца предназначены для уплотнения полости цилиндра и

исключения прорыва горючих газов в картер двигателя.

1. Кривошипно-шатунный механизм относится к двигателю автомобиля

2. Неподвижные детали: блок цилиндров, отлитый за одно целое с верхним картером;

поддон картера двигателя; головка блока цилиндров, крышка распределительных зубчатых

3. К коленчатому валу жестко крепятся храповик, маховик, шкив.

4. Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передает создаваемый на нем

крутящий момент трансмиссии автомобиля.

5. Маслосъемные кольца предназначены для исключения попадания масла в камеру

Кривошипно-шатунный механизм автомобиля ВАЗ 2107

Сведения из теории

1. Назначение и устройство кривошипно-шатунного механизма автомобиля ВАЗ

КШМ воспринимает силу горючих газов и превращает прямолинейное возвратно-

поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. КШМ

автомобиля ВАЗ 2107 состоит из двух групп:

1 – Подвижные детали: коленчатый вал с подшипниками (вкладышами), шатуны с

подшипниками (вкладыши для нижних головок и втулки для верхних головок), поршни,

поршневые кольца, поршневые пальцы и маховик.

2 — Неподвижные детали: блок цилиндров, отлитый за одно целое с верхним картером;

поддон картера двигателя; головка блока цилиндров, крышка распределительных зубчатых

цилиндров является остовом двигателя. Он включает в себя не только цилиндры и

поршневую группу, но и целый ряд иных элементов: каналы, заглушки, подшипники.

Коленчатый вал, установленный на специальных подшипниках, вращается именно в блоке

Блок цилиндров представляет собой группу цилиндров, изготовленную в общей отливке с

верхней частью картера. Внутри блока между стенками цилиндров и его наружными

стенками имеется специальная полость, которая называется рубашкой охлаждения. В ней

циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя. Внутри блока

имеются каналы и масляная магистраль смазочной системы. по которы подвидтся масло к

трущимся деталям двигателя.

Головка блока цилиндров – закрывает цилиндры сверху для размещения в ней камер

сгорания, клапанного механизма и каналов для подвода горючей смеси и отвода

Поршень воспринимает и передает на шатун усилие, возникающее от давления газов, а

также обеспечивает протекание всех тактов рабочего цикла (впуска, сжатия, выпуска).

Отливается из легкого, но достаточно прочного алюминиевого сплава.

Поршневые пальцы делают пустотелыми из стали. Палец соединяет поршень с шатуном.

Поршневые компрессионные кольца предотвращают прорыв газов из камеры сгорания

в картер, изготавливаются из легированного чугуна или стали.

Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру

сгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра, изготавливаются из стали.

Шатун стальной, двутаврового сечения, соединяет поршни с коленчатым валом и

передает ему усилие от давления газов, воспринимаемого поршнями. Имеет вид стержня с

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передает создаваемый на нем

крутящий момент трансмиссии автомобиля. Коленчатый вал- пятиопорный, отлит из

специального высокопрочного чугуна. Он состоит из опорных,

коренных и шатунных шеек, соединяющих их щек, носка и хвостовика.

Маховик отливается из специального серого чугуна, служит для равномерного вращения

коленчатого вала и преодоления двигателем повышенных нагрузок при трогании с места и

во время работы.

Техническое обслуживание КШМ автомобиля

1. Работоспособность автомобиля в течение периода его эксплуатации обеспечивается

комплексом технических воздействий, которые направлены:

— на уход за механизмами и системами;

— на восстановление утраченной работоспособности агрегатов и механизмов автомобиля.

Комплекс мероприятий первого направления составляет систему ТО и носит

профилактический характер, второго направления – систему восстановления (ремонта).

2. Виды ТО и пробеги

Система ТО транспортных средств – планово-предупредительная. ТО проводят

принудительно, в плановом порядке через определенный пробег. По периодичности,

перечню выполняемых работ и трудоемкости ТО подразделяют на следующие виды:

Ежедневное обслуживание (ЕО), проводится ежедневно

Периодичность ТО-1 и ТО-2 зависит от условий эксплуатации автомобиля и составляет:

Согласно сервисной книжке автомобили ВАЗ 2101-2107 проходят техническое

обслуживание в следующие интервалы:

ТО-1 – 4000 км. ТО-2 — 16000 км.

Сезонное обслуживание (СО) проводится два раза в год при подготовке автомобиля к

эксплуатации в холодное или теплое время года

Возможные неисправности, их причины и методы устранения

Стук коренных подшипников коленчатого вала (стук глухого тона, обнаруживается

при резком открытии дроссельных заслонок на холостом ходу).

1. Слишком раннее зажигание

2. Ослаблены болты крепления маховика

3. Увеличенный зазор между шейками и

вкладышами коренных подшипников

4. Увеличенный зазор между упорными

полукольцами и коленчатым валом

1. Отрегулировать установку момента

2. Затянуть болты

3. Прошлифовать шейки и заменить

4. Заменить упорные кольца новыми,

Стук шатунных подшипников (стук резче коренных подшипников,

прослушивается на холостом ходу двигателя при резком открытии дроссельных

1. Чрезмерный зазор между шатунными

шейками коленчатого вала и вкладышами

1. Заменить вкладыши и прошлифовать

Стук поршней (стук обычно не звонкий, приглушенный, вызывается «биением»

поршня в цилиндре, прослушивается при малой частоте вращения коленчатого

вала и под нагрузкой)

1. Увеличенный зазор между поршнями и

2. Чрезмерный зазор между поршневыми

кольцами и канавками на поршне.

1. Заменить поршни, расточить и

2. Заменить кольца или поршни с

ВИДЫ РАБОТ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ

ЕО — очистка двигателя от грязи; проверка его состояния визуально; прослушивание

работы двигателя в разных режимах;

ТО-1 – проверка крепления опор двигателя. При проверке крепления опор двигателя

гайки расшплинтовать, подтянуть их до отказа и вновь засшплинтовать;

— проверка герметичности соединения головки цилиндров (отсутствие подтеков на стенках

блока цилиндров); поддона картера и сальника коленчатого вала (отсутствие потеков

ТО-2 – дополнительно к работам, выполняемым при ТО-1: —

подтягивание крепления поддона картера и головки цилиндров. Подтяжку крепления

головки цилиндров выполняют на холодном двигателе в определенном порядке. Гайки

необходимо затягивать специальным динамометрическим ключом, позволяющим

контролировать момент затяжки.

— проверка компрессии в цилиндрах двигателя;

СО — 2 раза в год весной и осенью совместно с ТО-2

1. Проверочные работы:

1) Проверить стуки двигателя с помощью стетоскопа:

1-стержень; 2-мембрана; 3-резиновые трубки; 4-наконечники; 5-пружинная

Зоны прослушивания стуков в двигателе:

7-клапанов; 8-поршневых пальцев; 9-распределительных шестерен; 10-коренных

подшипников; 11- подшипников распределительного вала.

2) Проверить компрессию двигателя (максимальное давление в цилиндре)

Читайте также:  Усилитель рулевого редуктора на классику

компрессометром при проворачивании коленчатого вала стартером. Чтобы получить

достоверные результаты, компрессию определяют на прогретом двигателе. Заданную

частоту вращения вала следует обеспечивать исправной заряженной аккумуляторной

батареей. Предельно допустимое значение величины компрессии для бензиновых

двигателей составляет 10 кПа, для дизельных двигателей — 24 кПа. Резкое снижение

компрессии (на 30-40%) указывает на поломку колец или залегание их в поршневых

3. Проверить герметичность клапанов

Утечки воздуха более 15% указывают на сильный износ цилиндров. Утечки воздуха через

клапаны при неплотной их посадке в седлах определяют на слух, а герметичность

прокладки головки цилиндра – по появлению пузырьков воздуха в горловине радиатора

или в стыке головки с блоком цилиндров, смоченным мыльным раствором.

2. Крепежные работы: Затяжка гаек.

Головка к блоку цилиндров крепится шпильками с гайками или болтами. Слабая затяжка

гаек или болтов может привести к нарушению герметичности цилиндров двигателя,

прогоранию прокладки и попаданию охлаждающей жидкости в цилиндры. В процессе

эксплуатации двигателя периодически подтягивают крепления головок на прогретом

двигателе. Подтяжку производят динамометрическим ключом. Порядок затяжки гаек

головки цилиндров рассмотрен на рис.4.

Рис.4. Порядок затяжки гаек головки цилиндр

3. Смазочные работы выполняются в соответствии с картой смазки.

Ремонт кривошипно-шатунного механизма

Ремонтом обеспечивается восстановление и поддерживание работоспособности

кривошипно-шатунного механизма автомобиля.

При устранении неисправностей необходимо провести:

1.Демонтаж двигателя с автомобиля

2.Снятие головки блока цилиндра с двигателя

4.Снятие деталей кривошипно-шатунного механизма

6.Восстановление изношенных деталей

7.Сборка шатунно-поршневой группы

8.Сборка коленчатого вала с маховиком и сцеплением

10.Приработка и испытание двигателя.

Блок цилиндров: Проверка технического состояния и ремонт.

Проверка: Тщательно вымойте блок цилиндров и очистите масляные каналы. Продув и

просушив сжатым воздухом, осмотрите блок. Трещины в опорах или других местах блока

не допускаются. Если имеются подозрения на попадание охлаждающей жидкости ав

картер, на специальном стенде необходимо проверить герметичность блока. Для этого,

заглушив отверстия охлаждающей рубашки блока цилиндров, нагнетайте нее воду

комнатной температуры под давлением 0,3 Мпа (3кгс/см²)

В течении 2 мин. не должно наблюдаться утечки воды из блока цилиндров. Если утечка

есть – необходимо заменить блок цилиндров. Проверить плоскость разъема блока

цилиндров с головкой с помощью линейки и наборов щупов. Линейка устанавливается по

диагоналям плоскости и в середине в продольном направлении и поперек. Допуск

плоскостности составляет 0,1 мм.

1.Снять крышку головки цилиндров

2. Снять головку цилиндров

4. Отвернуть гайки крепления шатуна, повернуть двигатель на 180°

5. Вынуть шатун с поршнем

6. Снять упорные кольца

7. Вынуть поршневой палец

Пробоины и трещины на стенке

рубашки и верхнего картера

Сварка, эпоксидная паста,

Срыв резьбы в отверстиях под

болты и шпильки

Нарезание резьбы большего

диаметра, постановка вставок,

Износ отверстий направляющих

Развертывание отверстий под

ремонтный размер или замена

втулки на новую;

Износ клапанных гнезд

Растачивание с последующим

доводка), запрессовка гильз.

Максимально допустимый износ

– 0,15мм. Диаметр цилиндра

Если максимальная величина

износа больше 0,15 мм –

цилиндров до ближайшего

ремонтного размера,, оставив

припуск 0,03 мм на диаметр под

Извлеките из поршня стопорные кольца поршневого пальца, выньте палец и

отсоедините шатун от поршня. Снимите поршневые кольца.

Проверка технического состояния:

Очистите поршень от нагара и удалите все отложения из смазочных каналов поршня

и шатуна. Тщательно осмотрите детали. Трещины любого характера на поршне,

поршневых пальцах, на шатуне и его крышке не допускаются. Если на рабочей

поверхности вкладышей имеются глубокие риски, вкладыши необходимо заменить.

Восстановление или замена изношенных деталей

Нагар на днище и канавках

Износ канавок под кольца

Износ отверстий в бобышках

Трещины и царапины на

Удаляют приспособлением в виде

стальной ленты с рукоятками и

Замена на новые

развертыванием с последующей

установкой поршневого кольца

Зачистка наждачной шкуркой или

замена на новый;

Изгиб и скручивание стержня

Износ отверстия втулки

верхней головки и отверстия

Износ отверстия и торцовых

поверхностей нижней головки

Растачивание или развертывание

под увеличенный ремонтный

размер поршневого пальца или

замена на новые;

Растачивание и шлифование под

осталивание (при наличии

Износ и потеря упругости

Замена на новые;

Обломы, трещины, предельное

увеличение длины коренной

или шатунных шеек

Износ шатунных и коренных

Износ отверстия под

подшипник ведущего вала

Износ отверстий фланца вала

под болты крепления маховика

Износ наружной поверхности

Износ шпоночных или

Износ шейки под ступицу

Повреждение менее двух

ниток резьбы под храповик

Повреждение или срыв двух и

более ниток резьбы под

увеличение длины передней

коренной шейки компенсируют

постановкой упорных шайб

Правка на прессе;

Шлифование под ремонтный

размер с последующим

полированием. Наплавка под

Обработка разверткой до

Протачивание, сводя его биение к

допустимым значениям и не

уменьшения толщины фланца;

накатка, хромирование или

наплава с последующей

обработкой до ремонтного

Наплавка с последующей

обработкой до ремонтного

Хромирование или наплавка с

последующей обработкой до

Прогонка резьбы под ремонтный

Нарезание резьбы ремонтного

Сборка производится в последовательности, обратной разборке.

Проверка и испытание производится на стенде.

При контролируемом сгорании топлива в ДВС автомобиля поршням придается возвратно поступательное движение. Для преобразования его в крутящий момент служит узел КШМ – кривошипно-шатунный механизм, шарнирно закрепленный к поршням и коленвалу. Основных неисправностей немного, но для устранения требуется полная разборка двигателя.

Конструкция КШМ

В отличие от прочих агрегатов автомобиля конструкция механизма кривошипно-шатунного условно включает в себя часть поршневой группы и коленчатый вал. Состоит КШМ из подвижных деталей и неподвижных элементов. Одну или несколько степеней свободы имеют:

  • шатун и поршень;
  • кольца компрессионные, стопорные и маслосъемные;
  • палец поршневой и кольцо стопорное;
  • вкладыши, болт крепежный и крышка шатуна;
  • маховик и коленвал;
  • противовес и шейки шатунные, коренные;
  • вкладыши.

К неподвижным элементам относятся головка и блок цилиндров.

В зависимости от конструкции ДВС и количества цилиндров кинематика кривошипно шатунного механизма несколько видоизменяется:

  • в рядном двигателе плоскость коленвала и цилиндров полностью совпадает;
  • в VR-образном моторе происходит смещение на угол 15 градусов;
  • в W-образном приводе величина смещения достигает 72 градусов.

Другими словами, в рядном двигателе рабочий цикл осуществляется поочередно 4-мя цилиндрами, что позволяет равномерно распределить нагрузки на коленвал. Для достижения компактных размеров ДВС модификации с большим количеством цилиндров размещаются V-образно. Что так же позволяет смягчить нагрузки на коленвал за счет гашения части энергии.

Чтобы характеристика кривошипно шатунного механизма была стабильной в момент перегрузок (высокая температура, большое давление и обороты, трудности с подачей смазки), вместо шариковых/роликовых подшипников применяются элементы скольжения с шатунными и коренными вкладышами. Неравномерность угловых скоростей вала в отдельных циклах сглаживается массивным маховиком за счет инертности этой детали.

Принцип действия и назначение

В отличие от электродвигателя принцип действия КШМ в двигателях внутреннего сгорания значительно сложнее:

  • поршни поочередно выталкиваются из цилиндров при воспламенении топливной смеси;
  • внутри них шарнирно закреплены шатунные детали сложной конфигурации;
  • коленчатый вал имеет ответную посадочную поверхность П-образного типа для нижней головки шатуна, что обеспечивает смещение от оси вращения вала;
  • за счет фиксированного расстояния между поршнем и коленвалом шатун описывает амплитуду в виде восьмерки, за счет чего и преобразуется поступательное движение с цилиндров в крутящий момент на валу.

Основное назначение расходных элементов КШМ (вкладыши, втулки, кольца) заключается в увеличении эксплуатационного ресурса этого узла. Поскольку число цилиндров достигает 16 штук в современных авто, устройство и работа механизма КШ должна быть идеально сбалансирована.

Поломки и проблемы кривошипно-шатунного механизма

Практически все детали КШМ являются парами трения, что наглядно подтверждает схема кинематики привода автомобиля. Если диагностика данного механизма привода внутреннего сгорания выявила неисправности, необходим капитальный ремонт двигателя, так как производится его полная разборка.

Читайте также:  Поменял датчик холостого хода обороты плавают

Технические особенности неисправностей КШМ заключаются в износе деталей трения. Основными поломками являются:

  • залегшие кольца на поршнях – из-за высокой выработки металла появляется люфт, возникает перекос и поршень заклинивается внутри цилиндра;
  • износ пальцев поршневых – вместо фиксированного размера между коленвалом/поршнем расстояние получается плавающим, изменяются характеристики крутящего момента;
  • выработка поршневой группы – стачивается зеркало цилиндра или поверхность поршня, меняются характеристики ДВС;
  • износ подшипников – шатунные или коренные вкладыши сточились, возникают ударные нагрузки на вал.

Основными причинами неисправностей становятся длительные нагрузки, отсутствие ТО, низкое качество смазки или выработка ресурса привода.

Залегание колец поршневых

Указанные неисправности кривошипно шатунного механизма диагностируются по признакам:

  • перебои в работе мотора;
  • постоянное уменьшение в картере уровня смазки;
  • отработанные газы принимают синий оттенок.

Поломка не может устраняться в домашних условиях, так как необходима высокая квалификация мастера и полная разборка двигателя.

Износ поршней и пальцев

Эти конкретные неисправности кривошипно шатунного механизма выявляются по следующим признакам:

  • пальцы – независимо от режима работы мотора в верхней части блока цилиндров слышен звонкий стук, пропадающий при выкручивании свечи, увеличивающийся при наборе оборотов валом;
  • поршни – выхлоп синего цвета, аналогичный предыдущему случаю стук, но только на холостых оборотах, после прогрева обычно исчезает.

После диагностики этой неисправности в обязательном порядке требуется капремонт ДВС.

Износ подшипника шатунного и коренного

Неизбежно потребуется ремонт кривошипно шатунного механизма при выработке ресурса подшипников, о котором свидетельствуют следующие факторы:

  • подшипник шатуна – сигнальная лампа извещает о недостаточном давлении смазки, стук глухой, плавающий, идет из средней части блока цилиндров;
  • подшипник коренной – сигнальная лампа горит, свидетельствуя о низком давлении масла, в нижней части блока цилиндров возникает глухой стук.

По аналогии с предыдущими вариантами без капремонта обойтись не получится.

Способы диагностики КШМ

Вышеуказанные методики выявления причин не являются высокоточными. Служат поводом для поездки на СТО, где может быть произведено квалифицированное диагностирование кривошипно комбинированного механизма мастерами, обладающими необходимым опытом и практикой работ. Они имеют чертеж кинематики с точными размерами, допусками и посадками. Обладают необходимым для этого оборудованием.

Предварительная на определение стуков

Поскольку ремонт кривошипно шатунного механизма относится к дорогостоящим операциям капремонта двигателя, на начальном этапе мастер СТО позиционирует стуки и шумы внутри блока цилиндров. Для этого используется стетоскоп (обычно модификация КИ-1154 производителя Экранас). Технология исследований выглядит следующим образом:

  • рабочая поверхность стетоскопа прислоняется к стенкам БЦ на разных уровнях (в рабочей зоне подшипников шатунных и кривошипных);
  • двигатель прогревается до температуры ОЖ 75 – 80 градусов;
  • обороты увеличиваются вначале плавно, затем режим работ изменяется резко;
  • стуки прослушиваются лишь при возникновении зазора больше 0,1 – 0,2 мм.

Характер стука заметен исключительно профессионалу:

  • поршни о цилиндр издают звуки щелкающие, на холодном двигателе;
  • звонкий звук металл о металл при резком увеличении оборотов издает поршневой палец, реже при неправильно выставленном (опережение) угле зажигания;
  • коренные подшипники звучат в низкой тональности;
  • звук подшипников шатунных немного резче.

Внимание: Данная методика диагностики так же не является окончательной. Позволяет мастеру выявить наличие имеющихся дефектов с гарантией, что разбирать ДВС все же необходимо для замены расходных элементов.

Измерение суммарных зазоров в сопряжениях

Обычно техническое обслуживание кривошипно шатунного механизма осуществляется с помощью установки КИ-11140 для определения зазора в КШМ.

При этом не нужно снимать поддон картера и запускать мотор. Измеряются зазоры в головках шатуна суммарно:

  • поршень диагностируемого цилиндра позиционируется в верхней «мертвой точке»;
  • коленвал стопорится, устройство фиксируется на месте форсунки;
  • шток упирается с натягом в дно поршня, зажимается винтом;
  • установка компрессора подсоединяется к штуцеру, создается вакуум -0,06 МПа и давление такой же величины;
  • после 2 – 3 циклов подачи указанного давления и вакуума стабилизируются показания индикатора;
  • затем индикатор настраивается на отметку «0» в надпоршневом пространстве при давлении;
  • после чего, в него подается отрицательное давление.

Суммарные зазоры измеряют минимум три раза, выводят среднее значение, сравнивают с допустимой нормой эксплуатации из таблиц.

Определение объема газа, прорывающегося в картер

Не пригодна к эксплуатации существующая сборка кривошипно шатунного механизма авто, если проверка прорывающихся газов выявила большее его количество в картере. Измерения производятся прибором КИ-4887-И следующим способом:

  • газорасходомер подключается в полость картера и к глушителю или вакуумной установке;
  • двигатель включается в режим «под нагрузкой»;
  • прорывающиеся газы изменяют показания прибора на величину их объема, проходящего в единицу времени.

При значительном износе ДВС расход может превышать 120 л/мин, требуются дополнительные регулировки расходомера. После отсоединения системы вентилирования картера все дополнительные отверстия необходимо закрыть заглушками/пробками.

Измерение давления масла

Эксплуатируемая сборка кривошипно шатунного механизма считается пригодной к использованию, если проверка давления масла удовлетворяет норме. Измерения проводятся прибором КИ-5472, состоящим из рукава и манометра:

  • штатный манометр скручивается с маслофильтра;
  • на его место крепится прибор;
  • двигатель прогревается до 70 – 80 градусов;
  • фиксируется значение магистрального давления при оборотах холостого хода.

Предельно простое общее устройство системы смазки и прибора КИ позволяет снизить время диагностики.

Для ДВС карбюраторного типа считается нормальной компрессия в пределах 0,7 МПа. Поэтому в некоторых случаях диагност СТО измеряет компрессию прогретого двигателя. При этом разница показаний цилиндров не может превышать 0,1 МПа.

Технология ремонта

Основное назначение капремонта КШМ – восстановление ресурса поршневой группы и коленчатого вала. Для этого реставрируются посадочные места, заменяются пальцы, вкладыши.

Поршни и пальцы

Поршень, условно входящий в кривошипно шатунный механизм двигателя авто, изготавливается из алюминиевых сплавов. Палец создан из легированной стали, изнашивается меньше.

У поршней восстанавливается зеркало, геометрия канавок для колец и бобышек, внутри которых находится палец. Размеры поршневого пальца подбираются при температуре воздуха в мастерской 20 градусов в зависимости от размерной группы поршня.

Ремонт шатунов

В основном изготавливают шатуны из стали 40Г, 40Х или ст45, характерными дефектами считаются:

  • выработка металла посадочных мест;
  • износ отверстий;
  • изменение геометрии (скручивание и изгиб).

Выбраковывают кинематический элемент механизма при аварийном изгибе, поломке и раскрытии трещин. В остальных случаях изгибы и скручивание устраняют при нагреве до 500 градусов для снятия внутренних напряжений. Посадочные поверхности фрезеруются, затем шлифуются до следующего ремразмера.

После чего, работа кривошипно шатунного механизма вновь удовлетворяет требованиям регламента ГОСТ. Запрещено удалять слой металла больше 0,2 – 0,4 мм для дизелей, карбюраторных ДВС, соответственно. В противном случае нарушается кинематическая схема узла.

Реставрация коленвала

Основными нюансами ремонта коленчатого вала являются:

  • деталь изготавливается из магниевого чугуна высокопрочного, сталей ДР-У, 50Т, 40Х или ст45;
  • основными дефектами становятся изгиб и выработка стали посадочных мест;
  • реже изнашиваются шпоночные канавки, повреждаются резьбы, раскрываются трещины;
  • ремонтопригодной считается сборка кривошипно шатунного механизма с выработкой посадочных поверхностей и поврежденными резьбами;
  • трещины более 3 мм приводят к отбраковке коленвала.

После промывки масляных каналов и наружных поверхностей изделие исследуется дефектоскопом. Выработку восстанавливают наплавлением Св-18ХГСА проволоки с проточкой под ремонтные параметры. Шпоночные канавки фрезеруют с заданной чистотой обработки. При этом должна соблюдаться схема установки шестеренок.

После шлифовки коленвал балансируют на динамической установке БМ-У4 либо КИ-4274.

Таким образом, кривошипно шатунный механизм КШМ проще и дешевле поддерживать в работоспособном состоянии. Для этого нужно своевременно проходить ТО и обращаться в сервис к специалистам при малейшем постороннем звуке в блоке цилиндров. В этом случае, даже капремонт обойдется дешевле.