Сборка и установка шатунно-поршневой группы на двигатель

Поршни с шатунами

На днище поршня нанесено обозначение группы поршня по диаметру юбки, на передней части поршня — ремонтной группы и ремонтного размера поршня. Для облегчения индивидуального подбора поршней к цилиндрам каждый из размеров ремонтной группы подразделяют на размерные группы, в которых размеры поршней по диаметру юбки следуют через 0,01 мм. Все операции подбора поршней по цилиндрам необходимо проводить при температуре окружающей среды 17… 23 °С.

Для облегчения индивидуального подбора поршневых пальцев поршни по диаметру отверстия под поршневой палец подразделяют на четыре размерные группы. Маркировку размерной группы по диаметру отверстий под поршневой палец осуществляют нанесением краски на бобышку поршня.

При замене поршней без замены гильзы цилиндров верхнюю кромку (буртик) гильзы, которая образовалась в результате износа гильзы под верхним поршневым кольцом, целесообразно обработать шабером или мелкозернистым шлифовальным кругом, установленным на пневматической или электрической дрели.

Поршни к цилиндрам следует подбирать так, чтобы зазор между стенкой цилиндров и юбкой поршня был 0,03…0,05 мм. Зазор определяется лентой-щупом толщиной 0,08 мм, шириной 10… 13 мм и длиной не менее 200 мм. Ленту-щуп протягивают через зазор между поршнем и цилиндром при неподвижном поршне с усилием 25… 45 Н, При этом поршень должен быть обращен днищем вниз, а лента-щуп должна находиться в плоскости, перпендикулярной оси отверстия под поршневой палец. Подбор поршней можно проводить не выпрессовывая гильзы из блока или после их выпрессовки. После подбора поршней к гильзам цилиндров необходимо на днищах поршней выбить порядковые номера цилиндров.

Посадку пальца в бобышках поршня выполняют с натягом 0,0025… 0,0075 мм. Допуск цилиндричности пальца равен 0,00125 мм в радиусном выражении. Стопорные кольца поршневого пальца следует устанавливать в канавках поршня с некоторым натягом, т.е. они не должны проворачиваться от усилия руки. Кольца, потерявшие упругость, следует заменить.

Шатуны

Нижнюю головку шатуна обрабатывают в сборе с крышкой, поэтому при разборке, контроле и сборке следует сохранять комплектность шатуна и крышки шатуна. Крышки шатунов центрируют по шлифованным поверхностям шатунных болтов. Ремонт верхней головки шатуна обычно заключается в выпрессовывании, запрессовывании и растачивании втулки. Усилие запрессовки втулки должно быть не менее 7 000 Н, При ремонте верхней головки шатуна размеры под втулку и палец должны соответствовать размерам, рекомендованным заводом-изготовителем. Для подбора пары поршневой палец — шатун размеры верхней головки шатуна (диаметр от-верстия под втулку) подразделяют на размерные группы, которые отличаются друг от друга на 0,0025 мм.

Рис. Подбор поршня к гильзе с помощью ленты-щупа:
а — гильза запрессована в блок цилиндров; б — гильза выпрессована из блока цилиндров

Сборка шатунно-поршневой группы

Для сборки шатуна с поршнем нужно подобрать поршневой палец к втулкам верхней головки шатуна и бобышкам поршня. Для соединения с шатуном поршень нагревают в масле или в электронагревательном приборе до температуры 55 °С. При этом палец в отверстие бобышки нагретого поршня должен входить плавно от усилия большого пальца правой руки. В таком соединении после охлаждения поршня появляется необходимый натяг 0,0025 …0,0075 мм.

Затем нужно сверить порядковые номера поршней и шатунов. Шатун закрепляют в тисках, устанавливают поршень, их соединение фиксируют пальцем. Поршень при сборке с шатуном должен быть установлен так, чтобы метка на днище поршня была направлена к передней части двигателя. Бобышка, выштампованная на шатуне для левой группы цилиндров, также должна быть направлена к передней части двигателя, т.е. в одну сторону с меткой на поршне. Для правой группы цилиндров при сборке поршня с шатуном бобышка шатуна должна быть направлена к задней части двигателя, а метка на днище поршня — к передней части.

После соединения и проверки шатунно-поршневой группы следует закрепить стопорными кольцами палец в бобышках поршня, затем тщательно протереть подобранные по канавкам и подогнанные к цилиндрам поршневые кольца и установить их на поршни с помощью специального приспособления. Поршни в сборе с шатуном необходимо проверить по массе. Детали комплекта, установленного на одном двигателе, не должны отличаться по массе более чем на 12 г, т.е. шатуны должны соответствовать по массе одной группе. Для установки поршней с шатунами в цилиндры блока нужно выполнить следующие операции:

• повернуть блок двигателя, установить его на стенде вертикально, передней частью вверх;
• последовательно, один за другим брать поршни с шатунами в сборе;
• тщательно протереть салфеткой постель под вкладыши в нижней головке шатуна;
• отвернуть гайки и снять крышку шатуна;
• установить шатун с поршнем.

При этом рекомендуется надеть на шатунные болты специальные колпачки из латуни или меди, предохраняющие зеркало гильзы цилиндров от повреждений.

Затем необходимо проверить и продуть отверстие в нижней головке шатуна, служащее для разбрызгивания масла на стенки цилиндра, вставить вкладыши в шатун и в крышку, протереть салфеткой верхние вкладыши шатуна и поршень, установить на поршень кольца, располагая внутреннюю выточку вверх, развести стыки компрессионных колец по окружности поршня примерно на 120°. После установки развести стыки компрессионных колец на 180°.

Далее следует протереть салфеткой гильзы цилиндров блока и шатунную шейку, смазать чистым маслом, применяемым для двигателя, поверхность шатунного вкладыша, поршня, поршневых колец и гильз цилиндров, вставить поршень с шатуном в цилиндр, направив метку на днище поршня к передней части двигателя с помощью специального приспособления, довести подшипники шатуна до шейки коленчатого вала, продвигая поршень по цилиндру с помощью деревянной оправки, смазать маслом шейку вала и подтянуть нижнюю головку к ней, снять предохранительные наконечники с шатунных болтов и поставить на место нижнюю крышку шатуна, закрепив ее шатунными гайками.

Перед окончанием сборки нужно проверить суммарный осевой зазор между торцами шатунов и шатунной шейки коленчатого вала с помощью щупа и окончательно затянуть болты шатунных подшипников динамометрическим ключом. После затяжки каждой пары шатунных подшипников следует проворачивать коленчатый вал. Момент прокручивания вала при правильно подобранных радиальных зазорах в подшипниках должен быть не более 100 Нм. Аналогичные операции нужно провести при установке в цилиндры остальных поршней с шатунами.

Ремонт шатунов

Ремонт и восстановление шатунов

Эту статью, вроде, естественно начать фразой: «Шатун является важным узлом двигателя внутреннего сгорания». Написал, прочитал и понял, что фраза-то, никуда не годиться! Во-первых, шатуны используются не только в двигателях внутреннего сгорания, но и, например, в паровых двигателях. Во-вторых, кажется, «неважных» узлов и деталей в двигателях попросту нет. Все они важные. И, на конец, шатуны применяются не во всех типах двигателей внутреннего сгорания. Ладно. Попробуем тогда начать иначе.

Шатун служит для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. В большинстве поршневых двигателей внутреннего сгорания, при помощи шатуна, возвратно-поступательное движение поршня преобразуется, через посредство поршневого пальца, во вращательное движение коленчатого вала. В процессе работы двигателя шатун испытывает значительные знакопеременные нагрузки и приходится ему нелегко, даже при штатной работе двигателя. Естественный износ не обходит шатуны стороной. Если же происходят такие неприятности, как потеря давления масла или гидроудар, то одним из их обязательных последствий являются деформации шатунов различной степени тяжести. Поэтому при «переборке» двигателя (неважно какими причинами она спровоцирована) рекомендуется обязательно обратить внимание на состояние шатунов.

В двигателях внутреннего сгорания применяется великое разнообразие шатунов

Шатуны могут различаться, как материалами изготовления, так и конструкциями. В формате этой небольшой статьи мы расскажем только о наиболее распространенных шатунах и методах их ремонта и восстановления.

Наибольшее распространение на сегодняшний день имеют шатуны, изготовленные из чугуна с плавающей посадкой поршневого пальца в верхней головке шатуна (ВГШ) и разъемной нижней головкой шатуна (НГШ). Не так часто, но встречаются шатуны с прессовой посадкой поршневого пальца (всем известные примеры – двигатели ВАЗ 2101 и ВАЗ21083). По НГШ шатуны различаются конструкцией разъема. Разъем может быть плоским или разрывным. Реже встречаются штифтовые, зубчатые или ступенчатые разъемы.

В процессе эксплуатации двигателя шатунные вкладыши, а также втулки ВГШ, изнашиваются. По мере развития износа зазоры между шатунными шейками коленчатого вала и шатунными вкладышами или между поршневыми пальцами и втулками ВГШ увеличиваются и в какой-то момент износ развивается на столько, что происходит «пробой» масляного клина и металл начинает контактировать с металлом. Внешне это проявляется, как «стук» двигателя. Так вот, если дело дошло до стука, то при ремонте двигателя простая замена вкладышей или поршней с пальцами (смотря где «стучало») скорее всего проблемы не решит или решит на непродолжительное время. Как правило после стука «по шатунным шейкам» требуется шлифовка коленчатого вала, ну и ремонт НГШ. Если «застучал» палец, то не обойтись без ремонта ВГШ.

Для большинства шатунов различными производителями выпускаются втулки ВГШ

Ремонт ВГШ осуществляется следующим образом: Изношенную втулку выпрессовывают и проверяют геометрию посадочного места. Если его параметры находятся за пределами допуска, то шатун следует заменить т.к. отремонтировать его, не внося изменений в конструкцию двигателя, невозможно. Если параметры в пределах допуска, то вместо изношенной втулки ВГШ запрессовывают новую. После запрессовки втулку растачивают, базируясь от НГШ чтобы обеспечить соосность, что очень важно. После расточки втулку хонингуют, что позволяет создать необходимую шероховатость поверхности, а также выполнить технические требования по диаметру НГШ и соответственно зазору между поршневым пальцем и втулкой. Если «разбивается» ВГШ в шатуне с прессовой посадкой поршневого пальца, то восстановление такого шатуна без внесения изменений в конструкцию двигателя невозможно и не рекомендуется. Решением проблемы является замена шатуна.

Ремонт шатуна не предусмотрен?

Ремонтные (увеличенные по наружному радиусу) шатунные вкладыши для подавляющего большинства двигателей не предусмотрены и промышленно не выпускаются. Поэтому ремонт НГШ производится следующим образом: Крышку шатуна занижают, обрабатывая плоскости разъема на плоскошлифовальном станке, затем шатун собирают, затянув крепежные гайки надлежащим моментом, и растачивают НГШ в заводской размер базируясь от ВГШ для обеспечения соосности и сохранения межосевого расстояния. Так это делается в случае НГШ с плоским разъемом.

Если разъем штифтовой, то перед занижением штифты необходимо удалить, а перед сборкой шатуна установить на место. При этом случается, что глубину отверстий под штифты необходимо увеличить на величину занижения крышки.

В случае с шатунами, имеющими зубчатый или ступенчатый разъем НГШ, занижение производится методом сложной фрезеровки с сохранением конфигурации поверхности разъема.

Особенности ремонта шатуна

А вот если шатун имеет разрывной разъем, что все чаще встречается в последние годы, то восстановить такой шатун без внесения изменений в конструкцию двигателя невозможно. Если шатун этого типа поврежден его следует заменить.

И напоследок, один существенный момент! В ряде случаев, если шатун сильно пострадал (обычно это происходит при длительном перемещении «на стучащем моторе») восстановить геометрию НГШ без изменения межосевого расстояния не представляется возможным. В таком случае, особенно если двигатель дизельный, шатун лучше заменить. Если все-таки выполняется ремонт, то при сборке двигателя совершенно необходимо проверить выступание поршней и, если это требуется, обработать плоскость разъема блока цилиндров на соответствующую величину. Впрочем, проверка выступания поршней при любой сборке двигателя, никогда не является лишней

Шатунно-поршневая группа

Шатунно-поршневая группа Volkswagen Golf II

Общие сведения
Коленчатый вал и детали шатунно-поршневой группы

1 – коленчатый вал;

2 – вкладыш шатунного подшипника;

3 – болт крепления крышки шатуна;

5 – маслосъемное кольцо;

6 – компрессионное кольцо;

8 – стопорное кольцо;

9 – втулка головки шатуна;

11 – крышка шатуна

Снятие и разборка

Порядок выполнения

1. Снять головку блока, масляный картер и масляный насос. 2. Пометить каждый шатун и крышку номером цилиндра. 3. Повернуть коленчатый вал так, чтобы поршень первого цилиндра встал в положение НМТ. 4. Отвернуть гайки и снять крышку 11 шатуна (см. рис. Коленчатый вал и детали шатунно-поршневой группы). Вынуть из крышки 11 вкладыш 2 подшипника, отметив предварительно его положение в крышке. 5. Вынуть поршень с шатуном из цилиндра. Таким же образом вынуть остальные поршни с шатунами. 6. Вынуть вкладыши 2 подшипников из нижних головок шатунов, пометив предварительно их положение. 7. Снять стопорные кольца 8 и, нагрев поршень в горячей воде (около 60° С), с помощью оправки вытолкнуть пальцы 4. 8. Съемником поршневых колец снять кольца 5 и 6 с поршней.

Осмотр, проверка и ремонт деталей шатунно-поршневой группы

Измерение бокового зазора поршневого кольца

Опиливание концов поршневых колец

Все детали шатунно–поршневой группы после разборки очистить и промыть бензином. Осмотреть поршни. Если на них есть следы износа, глубокие царапины, следы прогара, поршни заменить. Микрометром измерить диаметр юбки поршня на расстоянии 10 мм от нижнего края юбки, перпендикулярно оси поршневого пальца. Если измеренный диаметр отличается от номинального на 0,04 мм, поршень необходимо заменить. Измерить боковой зазор между поршневыми кольцами и канавками на поршне, как показано на рис. Измерение бокового зазора поршневого кольца. Если зазор превышает 0,15 мм, заменить кольца или поршни. Измерить зазор в замке поршневого кольца. Для этого вставить кольцо в цилиндр со стороны картера и продвинуть поршнем, как оправкой, на расстояние 15 мм от основания цилиндра. Щупом измерить зазор в замке. Если зазор превышает 1,0 мм, кольцо заменить. Если зазор в замке меньше, чем 0,3 мм, для компрессионных колец и 0,25 мм – для маслосъемных, можно подпилить концы колец с помощью напильника, зажатого в тисках, как показано на рис. Опиливание концов поршневых колец.

Проверить посадку поршневого пальца в шатуне. Для этого установить шатун горизонтально и вставить палец в головку шатуна. Палец не должен выдвигаться из головки под действием собственного веса. Если палец выдвигается или выпадает, нужно заменить палец и втулку головки шатуна. Выпрессовать старую и запрессовать новую втулку в головку шатуна, после этого просверлить во втулке отверстие для подвода масла через отверстие в головке шатуна. Затем развернуть разверткой отверстие под размер нового пальца, выдержав монтажный зазор в пределах 0,004–0,01 мм. Шатун должен свободно вращаться на пальце. В противном случае продавить палец через втулку и в тех местах, где на пальце остались отпечатки, осторожно прошлифовать втулку. После этого снова проверить легкость вращения шатуна на пальце. Проверить на разметочной плите соосность отверстий верхней и нижней головок шатуна и, если необходимо, выправить шатун.

Схема измерения диаметра цилиндра

1, 2, 3 – пояса замеров

Проверить зазор между поршнем и цилиндром. Если он превышает 0,12 мм, расточить и отхонинговать цилиндры под ремонтный размер. Растачивать нужно все четыре цилиндра, даже если зазор больше указанного лишь в одном. После расточки в цилиндры устанавливают поршни ремонтного размера. Зазор между поршнем и цилиндром вычисляют как разность между диаметром цилиндра и диаметром поршня. Измерение диаметра поршня описано выше в этом же парагафе. Диаметр цилиндра измеряют нутромером в шести точках, в 10 мм от нижнего края цилиндра, в 10 мм от верхнего края и посередине в двух перпендикулярных направлениях, как показано на рис. Схема измерения диаметра цилиндра. Если износ цилиндров от номинального размера превышает 0,04 мм, цилиндры нужно также расточить под ремонтный размер.

Размеры выемки в головке поршня

а = 16,1 мм;
а = 56,6 мм – двигатель с вспрыском;
а = 14,7 мм;
а = 16,6 мм;
а = 16,5 мм;
b = 55,7 мм – мод. HZ;
b = 56,6 мм – мод. MH, 2G, NU;
b = 56,6 мм – мод. HK

Метка на головке поршня и приливы на шатуне и крышке шатуна

Установка поршня в цилиндр

1 – хомут, сжимающий поршневые кольца;

2 – ручка молотка;

3 – поршень

Поршни разных моделей двигателей отличаются размерами выемки в головке поршня. Размеры выемки показаны на рис. Размеры выемки в головке поршня. Кроме того, у двигателей, выпускаемых с сентября 1985 г., уменьшены отверстия под цилиндры в прокладке головки блока. На головке поршня имеется фаска для предотвращения удара поршня о край прокладки. Перед сборкой заменить шатунные болты.

Порядок выполнения

1. Нагреть поршень 7 (см. рис. Коленчатый вал и детали шатунно-поршневой группы), опустив его на несколько минут в воду с температурой 60° С. 2. В горячий поршень вставить шатун 10 так, чтобы стрелка на головке поршня и прилив на шатуне, показанные стрелками на рис. Метка на головке поршня и приливы на шатуне и крышке шатуна, были направлены в одну сторону. Вставить палец 4 с помощью оправки. 3. Вставить на место стопорные кольца 8. Проверить легкость поворота поршня на шатуне. 4. Съемником поршневых колец установить кольца 5 и 6 на поршень. Перед установкой новых колец измерить зазор в замке каждого кольца (см. выше). На кольцах выгравировано слово «ТОР», кольца устанавливать этим словом к головке поршня. Замки поршневых колец расположить равномерно под углом 120° друг к другу. 5. Повернуть коленчатый вал в положение, при котором кривошип первого цилиндра находился бы внизу. 6. Смазать поршни и поршневые кольца моторным маслом. На шатунные болты одеть короткие отрезки резинового шланга, чтобы случайно не повредить зеркало цилиндра. 7. Надеть на поршневые кольца хомут 1 (см. рис. Установка поршня в цилиндр), сжать его, вставив шатун с поршнем в цилиндр, и легкими ударами ручкой 2 молотка задвинуть поршень в цилиндр, при этом хомут 1 должен быть прижат к блоку, иначе можно поломать поршневые кольца. 8. Поршни с шатунами нужно вставлять в цилиндры так, чтобы стрелка на головке поршня и прилив на шатуне, показанные на рис. Метка на головке поршня и приливы на шатуне и крышке шатуна, были направлены в сторону ремня привода распредвала. После того как поршень вставлен в цилиндр, его нельзя поворачивать. 9. Снять с шатунных болтов обрезки резиновых шлангов. 10. Вставить в соответствии с метками, сделанными при разборке, в нижнюю головку шатуна вкладыш 2 (см. рис. Коленчатый вал и детали шатунно-поршневой группы) так, чтобы фиксирующий выступ вкладыша вошел в выемку головки шатуна. Обильно смазать вкладыш моторным маслом. Продвинуть поршень вниз так, чтобы нижняя головка шатуна села на шейку кривошипа коленчатого вала. 11. Вставить вкладыш 2 в крышку 11 шатуна в соответствии с метками, сделанными при разборке. При этом фиксирующий выступ вкладыша должен войти в выемку крышки. Обильно смазать вкладыши моторным маслом. 12. Установить крышку шатуна на шатунные болты в соответствии с метками, нанесенными при разборке. Прилив на крышке, показанный на рис. Метка на головке поршня и приливы на шатуне и крышке шатуна, должен быть со стороны ремня привода распредвала так же, как и на шатуне. 13. Смазать маслом места прилегания гаек на крышках, завернуть гайки шатунных болтов и равномерно затянуть в два этапа: – 1 этап – момент 30 Н·м (3,0 кгс·м); – 2 этап – затянуть еще на четверть оборота (90°). 14. Провернуть коленчатый вал, чтобы убедиться, что он легко вращается. 15. Измерить щупом осевой зазор шатуна между нижней головкой шатуна и щекой коленчатого вала. Он должен быть в пределах 0,05–0,31 мм. Предельно допустимый зазор 0,37 мм. 16. Таким же образом установить остальные поршни с шатунами.

Видео про «Шатунно-поршневая группа» для Volkswagen Golf II

Golf 2 ремонт ДВС видео 8, проверяем зазор колец
Ремонт двигателя Volkswagen Passat 1.8 часть 2 (Сборка)
Замена поршневых колец (replacement piston rings)