«Моторист-конструктор» или как правильно собрать двигатель? ч. 1

Рекомендации о правилах сборки двигателей можно прочитать не только в руководствах по ремонту — их дают многие фирмы — производители запчастей, среди которых — известная в России немецкая фирма Kolbenschmidt. Опыт фирмы по обслуживанию и ремонту двигателей очень интересен и заслуживает того, чтобы с ним познакомить читателей. А начать мы решили со сборки кривошипно-шатунного механизма.

Вначале небольшое, но очень важное замечание.

Сборка двигателя начинается с тщательной мойки и дефектовки деталей, а не с установки коленвала. Следует учесть, что контрольно-измерительные операции на этом этапе отнимают значительно больше времени, чем сам процесс установки и крепления деталей.

Сборка — это комплексный процесс, к которому недопустимо относиться как к простой «отверточной» технологии.

Контроль, контроль. и еще раз контроль

Накопленный опыт работы убеждает в том, что первое, в чем необходимо убедиться, — это соответствие новых вкладышей шейкам коленвала и постелям блока цилиндров. Известно немало случаев, когда ошибка, допущенная при определении номера детали по каталогу, обнаруживалась только в последний момент при ее установке.

Иногда случается и так, что в одном и том же двигателе производители применяют несколько типоразмеров вкладышей. Такая ситуация характерна для моторов Audi-VW, где средний коренной вкладыш может быть как обычного типа с упорными полукольцами, так и с фланцами. Такие вкладыши номинального размера взаимозаменяемы, но фланцевый вкладыш ремонтного размера отличается большей шириной, что требует дополнительной шлифовки упорных поверхностей коленвала.

Встречаются и другие несовпадения: иное расположение замков на вкладышах, несовпадение смазочных отверстий, иной материал при сохранении основных размеров. В отдельных случаях подобные несоответствия несущественны, и вкладыши вполне допустимо использовать в конкретном двигателе, но иногда ошибки при контроле вкладышей могут привести к выходу двигателя из строя. Кроме того, эти ошибки влекут большие потери времени.

Что еще важно проконтролировать? Посадку вкладыша в постель: вкладыш должен иметь необходимые распрямление (разница между размером вкладыша по разъему и диаметром отверстия постели) и выступание (разность длин вкладыша и полуокружности постели). Распрямление обеспечивает плотное прилегание вкладыша к поверхности постели, а выступание гарантирует натяг вкладыша после затягивания болтов крышки подшипника, что дает плотный контакт вкладыша (в первую очередь тепловой) с отверстием и правильную геометрию подшипника.

Конечно, контролируются отверстия постелей, которые измеряются в 3-х плоскостях — два измерения (А и В) проводятся на угловом расстоянии %25o от плоскости разъема, а третье (С) — перпендикулярно ей. Далее находится среднее значение (А+В)/2 и сравнивается с величиной С — разница показывает некруглость отверстия (допустимая некруглость 0,016-0,022 мм).

Аналогичным образом контролируется отверстие подшипника с установленными в постели вкладышами. Данное измерение используется для точного определения зазора между внутренней поверхностью отверстия и шейкой вала (зазор должен составлять в среднем 0,04-0,07 мм). Для этих измерений необходим нутромер, измерять которым внутренние размеры вкладышей следует с осторожностью: мягкий рабочий слой вкладыша легко повредить. В дополнение к этому следует проконтролировать несоосность постелей в блоке, величина которой не должна превышать 0,02 мм для соседних отверстий (самый простой способ — с помощью лекальной линейки).

Как проверить коленвал?

Контроль коленчатого вала не менее важен, чем контроль отверстий подшипников. Необходимо убедиться в отсутствии трещин на шейках вала. Крупные трещины видны невооруженным глазом, но обнаружить микротрещины можно только специальными приборами, например магнитным дефектоскопом. Экономия при проверке коленчатого вала «себе дороже» — цена повторного ремонта двигателя в сотни раз выше цены проверки.

Что еще? Очевидно, качество поверхности шеек. Их шероховатость не должна превышать 0,2 мкм (речь идет о среднем арифметическом значении шероховатости Ra). На некоторых двигателях после шлифования дополнительно требуется полирование. Кроме того, иногда после шлифования на краях смазочных отверстий образуются заусенцы, способные сразу же испортить рабочую поверхность вкладышей (заусенцы легко заглаживаются при полировке). Все эти особенности в полной мере относятся и к упорным поверхностям вала.

Очень важный параметр — твердость шеек коленвала.

В том случае, если мы имеем дело с чугунным коленвалом, особых проблем с твердостью не возникает. Рабочие поверхности таких валов закаливаются на заводах токами высокой частоты на глубину до 2-3 мм. Этого вполне достаточно для сохранения твердости при ремонтной шлифовке до 1 мм.

На практике встречаются валы (в частности, стальные) с азотированными шейками, у которых толщина упрочненного слоя во много раз меньше. Поэтому ремонтное уменьшение размеров шеек для таких валов ограничено, как правило, величиной 0,25 мм. Кроме того, при перегреве азотированная поверхность разупрочняется. Выход один — повторное химико-термическое упрочнение рабочих поверхностей.

Обязательная операция — измерение геометрии самого вала и размеров шеек. Каждую шейку вала измеряют микрометром в нескольких плоскостях, чтобы определить диаметр, соблюдение допусков (отклонения не более 0,016-0,022 мм) и возможные отклонения от цилиндричности (в среднем не более 0,005 мм). Затем вал устанавливается на призмы и с помощью индикатора проверяется биение коренных шеек и вспомогательных поверхностей (допустимое биение — от 0,01 мм до 0,08 мм). Еще один очень важный параметр — непараллельность шатунных и коренных шеек, от которого зависит надежность и долговечность шатунных подшипников, измерить в условиях СТО практически невозможно. Этот параметр должен проверяться при шлифовке вала.

Наконец, заключительная проверка качества ремонта коленвала — измерение радиусов галтелей.

К сожалению, многие шлифовщики пренебрегают теми требованиями, которые изготовители некоторых иностранных моторов предъявляют к галтелям. И напрасно — известно немало печальных случаев поломки валов с сильно «подрезанными» при шлифовке галтелями. Но и большие радиусы галтелей тоже «не подарок» — можно повредить края вкладышей.

На этом контрольные операции не заканчиваются. Очень важное значение имеет состояние болтов крышек подшипников, работающих при больших знакопеременных нагрузках. А на таких режимах возрастает вероятность усталостного разрушения, особенно при наличии механических повреждений — рисок, царапин, забоин. Болты с «угловой» затяжкой, работающие на пределе текучести, требуют обязательной замены в случае, если их длина или диаметр не соответствуют рекомендациям изготовителей.

Наконец, все проверено, и можно приступать к сборке.

Как поставить коленвал?

Сама по себе сборка намного проще контрольных операций. В самом деле, для этого надо установить вкладыши в постели, смазать их поверхность маслом, «уложить» коленвал, поставить крышки и затянуть, приложив рекомендованный момент. Однако и здесь есть свои тонкости.

К примеру, как правильно нанести масло на поверхность вкладышей? Простой вопрос, а между тем нередко именно здесь совершаются ошибки. Некоторые мотористы предпочитают пользоваться кисточкой, другие вообще привыкли смазывать вкладыш пальцем. Оба способа не годятся — вместе с маслом на поверхность вкладыша обязательно попадет грязь. Правильный способ может быть только один: смазка из масленки.

А каким маслом смазывать подшипники? Ответ многих механиков — моторным. Однако наберемся смелости посоветовать использовать более густое трансмиссионное масло — при первых оборотах двигателя оно лучше защитит от возможных задиров и прихватов в подшипниках.

Затягивать крышки подшипников надо по инструкции завода-изготовителя — это очевидно. Однако в инструкциях не всегда указывается, как затянуть болты, если их момент затяжки, к примеру, около 9-10 кГм? По одному и сразу до рабочего момента? Нет, принята иная схема, если нет других данных. Сначала один болт заворачивается до «касания», а затем второй — до половины заданного момента. Далее окончательно затягивается первый болт, а после него — второй. Тем самым исключаются перекосы крышек и обеспечивается их равномерная затяжка.

Когда коленчатый вал уже установлен в блоке, необходимо проверить его осевой зазор. Это легко сделать с помощью индикаторной стойки, закрепив ее на торце блока. Зазор, проверяемый перемещением вала вперед-назад при помощи рычага, не должен быть ни чрезмерно большим (более 0,2 мм), ни слишком малым (менее 0,05 мм).

Шатунные подшипники собираются аналогично коренным, но необходимо следить за тем, чтобы при посадке шатуна на шейку шатунные болты не повредили ее поверхность. Для этого на болты полезно надеть пластиковые либо резиновые колпачки или отрезки подходящего шланга. И, конечно, при сборке надо строго контролировать положение крышки относительно шатуна — случаи ошибочной установки крышки подшипника «наоборот» тоже известны.

Ну вот, сборка двигателя закончена, установлен поддон картера, головка блока, привод ГРМ, агрегаты. Однако масла во внутренних каналах вала нет, и после запуска потребуется немало времени, пока оно поступит к подшипникам.

А этого времени может вполне хватить для повреждения подшипников.

Исключить подобные неприятности несложно, достаточно закачать масло под давлением в систему смазки через переходник, устанавливаемый вместо масляного фильтра, либо через резьбовое отверстие датчика давления масла.

Рассматривая технологию сборки кривошипно-шатунного механизма, легко убедиться, что контрольно-измерительные операции действительно занимают большую часть времени. Сама сборка сродни хирургической операции — все работы необходимо делать в чистоте и аккуратно, тщательно контролируя каждый этап. Иными словами, собрать двигатель не так легко, как кажется на первый взгляд. Да и времени уходит уйма. Но это вполне разумная плата за то, чтобы подшипники двигателя служили надежно и долго. А попытка сэкономить обречена на провал, придется платить позднее, но намного больше. Но это уже другая «технология».

Сборка двигателя

Сборка двигателя Ford Focus

Для выполнения сборочных работ по двигателю мастерские Ford оборудуются следующим специальным инструментом:

— универсальный ключ 205-072 (15-030А);

— прибор для измерения углов 303-174 (21540);

— блокирующее устройство для коленчатого вала 303-204 (21168);

— приспособление для установки распределительного вала 303-376 (21-162В);

— накладной ключ для болтов головки блока цилиндров 303-392 (21167);

— съемник для сальников 303-395 (21171);

— фиксатор 303-435-06 (21031В);

— подъемная опора 303-435-1 (21212);

— свечной ключ 303-499 (21202);

— установочный штифт коленчатого вала 303-507 (21210);

— оправка для установки ведомого диска сцепления 308-204 (16067).

Перед сборкой все болты, шайбы, посадочные поверхности смочите моторным маслом, очистите и проверьте привалочные поверхности. Сборку выполняйте в следующей последовательности:

— установите блок цилиндров на монтажный стол или стенд;

Рис. 92. Установка крышки заднего сальника коленчатого вала

— установите крышку заднего сальника коленчатого вала и кронштейн датчика угла поворота коленчатого вала (СКР) (

Рис. 93. Установка маховика

— установите маховик и закрепите его болтами. Последовательность затяжки показана на

Рис. 94. Установка маслоприемника и масляного насоса

— соедините ротор масляного насоса с коленчатым валом, после чего установите масляный насос и маслоприемник с новой прокладкой (

Рис. 95. Нанесение специального герметика

Нанесите на сопрягаемые поверхности блока цилиндров специальный силиконосодержащий герметик (

Рис. 97. Последовательность затяжки болтов

— правильно расположите c помощью линейки нижнюю часть картера относительно блока цилиндров так, чтобы со стороны маховика их поверхности были на одном уровне, и затяните болты моментом 20 Н·м в определенной последовательности (

Рис. 96. Отверстия под шпильки М8х20

Вверните шпильки М8х20 в глухие отверстия (

Рис. 98. Порядок затягивания головки блока цилиндров

— установите головку блока цилиндров. Предварительно очистите сопрягаемые поверхности, затяните болты крепления в определенной последовательности в три приема, сначала моментом 15 Н·м, затем 30 Н·м, после чего доверните их с помощью специального инструмента 303-174 на 90° (

Рис. 99. Поршень 1-го цилиндра находится на расстоянии 25 мм до ВМТ

— установите поршень первого цилиндра так, чтобы он в такте сжатия не доходил до ВМТ 25 мм, при этом маховик занял положение, показанное на

Рис. 100. Обозначения крышек подшипников распределительных валов: 1 — крышка распределительного вала впускных клапанов; 2 — крышка распределительного вала выпускных клапанов

— нанесите силиконосодержащий герметик на сопрягаемые с головкой блока поверхности крышек первых подшипников. Обозначения крышек подшипников находятся на внешней стороне: E1 — относится к валу выпускных клапанов, I1 — впускных (

Рис. 101. Положение распределительных валов, когда поршень 1-го цилиндра находится в положении ВМТ. Валы устанавливаются с помощью специального инструмента Ford 21-162 Zetec, 21-162A Zetec-SE

— установите внутреннюю крышку ремня ГРМ;

— установите зубчатые шкивы на распределительные валы;

— установите распределительные валы в положение, когда поршень 1-го цилиндра будет находиться в ВМТ. Для этого поверните валы за шестигранник до тех пор, пока приспособление не установится в торцовые пазы валов;

Рис. 102. Коленчатый вал в положении, когда поршень 1-го цилиндра находится в ВМТ. Устанавливается с помощью специального инструмента Ford 303-507

— установите коленчатый вал в положение, когда поршень 1-го цилиндра находится в ВМТ. Для этого заверните специальное приспособление в установочное отверстие. После поворачивайте коленчатый вал по часовой стрелке осторожно, пока специальный инструмент не упрется в щеку коленчатого вала (

Рис. 103. Установка шкивов распределительных валов. Мастерские Ford для крепления шкивов используют специальный инструмент 205-072

— заверните болты крепления шкивов распределительных валов специальным инструментом с моментом 60 Н·м, при этом не допустите смещения положения распределительных валов и коленчатого вала (

Рис. 104. Регулировка тепловых зазоров клапанов

— отрегулируйте тепловые зазоры клапанов. Если у вас нет специального инструмента, вам лучше обратиться в специализированную мастерскую (

Рис. 105. Установка монтажной опоры

— установите монтажную опору двигателя (

Рис. 106. Установка генератора

Установите генератор (

Рис. 107. Снятие впускного коллектора

— снимите впускной коллектор с прокладкой (

Рис. 108. Контактные разъемы: 1 — контактный разъем датчика управления положением дроссельной заслонки; 2 — контактный разъем клапана регулировки вращения коленчатого вала на холостом ходу

— отсоедините контактные разъемы от датчика управления положением дроссельной заслонки (ТР) 1 (

Рис. 109. Снятие котактных разъемов форсунок

— снимите контактные разъемы форсунок (

Рис. 110. Снятие узлов и деталей с головки блока цилиндров: 1 — катушка зажигания; 2 — выпускной коллектор; 3 — конденсатор; 4 — монтажная проушина

— снимите катушку зажигания (EI) 1 (

Рис. 111. Снятие датчика СМР

— снимите датчик угла поворота распределительного вала (СМР) (

Рис. 112. Снятие датчика СНТ

— снимите датчик температуры головки цилиндров (СНТ) (

Рис. 113. Порядок отворачивания крепежных болтов при снятии головки блока

— снимите головку блока цилиндров. Болты крепления отворачивайте в соответствии с порядком, показанным на

Рис. 114. Снятие зубчатых шкивов

— снимите зубчатые шкивы, как описано ранее (

Рис. 115. Снятие сальников распределительных валов с помощью специального приспособления Ford 303-293

— снимите с помощью съемника сальники распределительных валов (

Рис. 116. Установка новых сальников с помощью специального приспособления Ford 303-395

— новые сальники установите с помощью специального приспособления (

Рис. 117. Установка специального инструмента

— установите специальный инструмент на головку цилиндров (

Рис. 118. Сжатие пружины клапана с помощью специального инструмента

— снимите сухари, верхнюю тарелку пружины клапана и выньте из головки блока саму пружину (рис. 118);

— с помощью специального цангового инструмента снимите маслосъемный колпачок. Такие же шаги предпримите с всеми цилиндрами.

— снимите маслосъемные колпачки на остальных клапанах.

Установку маслосъемных колпачков проводите в следующей последовательности:

— важно отметить, что маслосъемные колпачки различаются по цвету: для впускных клапанов они зеленого цвета, для выпускных — коричневого;

— установите монтажную втулку на стержень клапана;

— перед запрессовкой колпачков смажьте моторным маслом направляющую втулку клапана и рабочую кромку колпачка;

cнимите монтажную втулку;

— установите пружину клапана и верхнюю тарелку пружины клапана;

— сожмите пружину клапана с помощью специального инструмента и установите сухари;

— повторите работы по установке для других клапанов;

— закончите установку в последовательности, обратной снятию.

При выполнении работ по снятию и установке ремня мастерские Ford используют следующий инструмент:

— фланцевый фиксатор 205-072 (15030);

— измеритель углов 303-174 (21540);

— установочное приспособление для установки распределительных валов 303-376 (21162);

— свечной ключ 303-499 (21202);

— установочный штифт установки коленчатого вала в положение когда поршень 1-го цилиндра находится в ВМТ при такте сжатия 303-507 (21210);

— цанга 303-622 (21226).

Снятие ремня проводите в следующей последовательности:

— отсоедините провода от клемм аккумуляторной батареи;

— ослабьте момент затяжки болтов крепления шкива насоса охлаждающей жидкости;

— поднимите переднюю часть автомобиля и надежно закрепите на подставках;

— снимите крышку ремня привода вспомогательных агрегатов;

— ослабьте натяжение ремня привода вспомогательных агрегатов и снимите его, как это было описано ранее;

— снимите шкив (демпфер) коленчатого вала;

— снимите шкив насоса охлаждающей жидкости и направляющий ролик ремня привода вспомогательных агрегатов;

— опустите переднюю часть автомобиля;

— снимите крышку головки блока цилиндров;

— отсоедините контактный разъем датчика температуры головки блока (СНТ);

— отверните три верхних болта крепления крышки ремня ГРМ;

— снимите расширительный бачок системы охлаждения;

— снимите бачок гироусилителя рулевого управления и отведите в сторону;

— разгрузите передние опоры силового агрегата, подставив домкрат под масляный картер, при этом используйте деревянные дощечки;

— ослабьте натяжение ремня ГРМ, как описано ранее, и снимите его.

Установку ремня проводите в следующей последовательности:

— установите коленчатый вал в положение, соответствующее ВМТ. с помощью установочного штифта;

— ослабьте крепление шкивов распределительных валов, как описано ранее, так, чтобы шкивы свободно вращались на распределительных валах;

— снимите свечи зажигания;

— установите с помощью приспособления распределительные вал в положение соответствуюшее нахождению поршня 1-го цилиндра в ВМТ при такте сжатия;

— установите ремень ГРМ, как описано ранее;

— установите шкив (демпфер) на коленчатый вал с новым болтом, как описано ранее, и затяните;

— наденьте новый ремень ГРМ как описано ранее, и натяните его;

— проверьте и отрегулируйте фазы газораспределения как описано ранее;

— дальнейшую установку проводите в последовательности, обратной снятию;

— совершите пробную поездку пробегом не менее 20 км. За это время электронные системы управления двигателем и автомобилем должны активироваться. Если вы обнаружите сбои в работе двигателя, например неравномерность вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, поезжайте на специализированную станцию Ford, где вам перепрограммируют блок управления заново;

— после пробной поездки снова проверьте уровни рабочих жидкостей, надежность крепежных соединений и герметичность шланговых.

Видео про «Сборка двигателя» для Ford Focus

Разборка и сборка двигателя Ford Focus 1.8l
Ремонт двигателя Форд Фокус Ford Focus замена поршней
Форд Фокус 2 — капитальный ремонт двигателя #1