Технология сборки двигателей внутреннего сгорания

Технология общей сборки двигателей зависит от их размеров и серийности производства.

1. Сборка крупных двигателей в мелкосерийном производстве.

Сборка крупных двигателей производится в условиях мелкосерийного производства на неподвижных стендах.
Стендом обычно служат чугунные или стальные балки — параллели, укладываемые на массивные фундаментные балки, закрепленные на бетонном или железобетонном фундаменте. В параллелях сделаны продольные Т-образные пазы, в которые закладывают головки болтов, крепящих раму двигателя к стенду. Верхние плоскости параллелей точно обработаны и установлены на стенде горизонтально, с точностью 0,03 мм на 1м длины.

Раму двигателя устанавливают на параллели стенда, и щупом проверяют прилегание лап рамы параллелям. При наличии зазоров рама при затяжке болтов может деформироваться, поэтому зазоры более 0,05 мм не допускаются. Для исключения влияния зазоров раму можно устанавливать на точные клинья (бруски) и при обнаружении зазоров заменять отдельные клинья более толстыми. Раму прикрепляют к балкам и проверяют плоскостность верхней поверхности.

После выверки рамы устанавливают вкладыш подшипников рамы. Если вкладыши в механическом цехе раскачивались в сборе с рамой, то их устанавливают по меткам. Если подгонка вкладышей по валу производится при сборке, необходимо проверить прилегание вкладышей к постели покраске. После проверки вкладыши устанавливают в раму, и их положение фиксируют штифтами. При сборке двигателей больших размеров окончательную обработку вкладышей обычно производят в процессе сборки. Для получения правильных зазоров между валом и вкладышами проверку вкладышей целесообразно производить по валу-калибру, который представляют собой трубу с утолщенными шлифованными шейками, диаметр которых больше диаметра коренных шеек коленчатого вала на величину диаметрального зазора. При пришабривание вкладышей по валу-калибру необходимо добиться, чтобы площадь их прилегания составляла до 70-80% поверхности вкладыша, и сделать разбивку по краске (до одного-двух пятен на 1 см2). Одновременно с этим при помощи индикаторов проверяют параллельность оси вала плоскости рамы.

Верхние вкладыши шабрят относительно вала вне стенда или одновременно с нижними вкладышами, зажимая крышки подшипников специальными приспособлениями.

После пригонки вкладыши тщательно очищают, затем производят укладку коленчатого вала. Шейки вала и вкладыши перед укладкой смазывают маслом. Затем проверяют свободное вращение вала и линейные зазоры между буртиками и галтелями вала и упорным подшипником. При необходимости буртик подшипника пришабривают. Индикаторным приспособлением проверяют развал щек коленчатого вала путем контроля расстояния между щеками в четырех положениях коленчатого вала через 90º. Изменение расстояния между щеками не должно превышать 0,01-0,02 мм.

На вал ставят вкладыши и крышки подшипников

Собранный с гильзами узел блока при помощи крана и подъемного приспособления устанавливают на раму и закрепляют болтами. Иногда для лучшего уплотнения стыка используют бумажную прокладку или шелковую нитку.

Затем устанавливают и закрепляют анкерные болты. Затяжку анкерных болтов производят в порядке, оговоренном в сборочном чертеже, обычно в шахматном порядке, в несколько переходов. За каждый переход гайки затягивают на одну-две грани.

После закрепления блока устанавливают и закрепляют домкратики, с помощью которых крепят крышки подшипников рамы.

В гильзы блока вставляют поршни, собранные с шатунами. В конструкциях, у которых регулируется расстояние от оси нижней головки шатуна до торцевой поверхности поршня (шатун с отъемной головкой, поршень с вставкой), предварительно устанавливают поршень без поршневых колец, проверяют положение торца поршня относительно верхней поверхности бурта гильзы, подбирают прокладку, обеспечивающую требуемую высоту камеры сжатия. Затем вынимают поршень с шатуном, монтируют поршневые кольца и производят окончательную установку поршня на место, закрепление и шплинтовку шатунных болтов.

Для сжатия поршневых колец поршень при установке в гильзу пропускают через коническое кольцо, проходя через которое поршневые кольца постепенно сжимаются и свободно входят в цилиндры.

Головки цилиндров (крышки) поступают на общую сборку в виде узла с притертыми клапанами, собранными коромыслами. При их монтаже необходимо обеспечить правильное положение прокладок и равномерную затяжку шпилек.

После установки головок цилиндров ставят на место распределительные валы и монтируют шестерни привода. Правильность закрепления шестерен проверяют при установке первой шатунной шейки коленчатого вала в положение, соответствующее нахождению поршня в в.м.т. Кронштейны толкателей становятся так, чтобы ролики правильно касались кулачковых шайб. После проверки правильности положения всех механизмов подшипники распределительного вала и кронштейны толкателей закрепляют штифтами, болты и гайки, крепящие оси и шестерни шплинтуют.

Смотрите также

Одновременно с монтажом и проверкой механизмов привода монтируют топливные насосы, проверяют и фиксируют положение кулачковых шайб привода подачи топлива и устанавливают регулятор.

Ставят на место масляный и водяной насосы, проверяют зазоры между зубьями шестерен привода, закрепляют насосы болтами и фиксируют контрольными шпильками.

До того как полости корпусных деталей будут закрыты люками и крышками, монтируют внутренние маслопроводы. Затем устанавливают переднюю и заднюю крышки. На крышках закрепляют воздухораспределитель, привод тахометра, холодильник масла и фильтры.

На фланец коленчатого вала устанавливают маховик. Призонные пальцы крепления маховика должны быть плотно посажены в развернутые совместно с коленчатым валом отверстия; болты плотно затянуты и зашплинтованы. При установке маховика необходимо проверить правильность положения меток относительно кривошипов коленчатого вала.

Затем монтируют кронштейны и тяги топливных насосов и присоединяют их к регулятору; монтируют топливные трубопроводы, подводящие топливо от фильтров к топливным насосам и от насосов к форсункам, и сливные трубопроводы от форсунок и насосов.

К фланцам крышек присоединяют впускной и выпускной коллекторы, соединяют их трубопроводами и водопереливными патрубками с сапуном и водными полостями крышек. Под фланцы коллекторов помещают прокладки из асбестового картона или паронита, а под фланцы переливных патрубков – медноасбестовые прокладки.

Водяные трубопроводы и водяную систему испытывают на герметичность при давлении 3кГ/см2.

Затем воздухораспределитель соединяют воздушными трубопроводами с пусковыми клапанами, устанавливают внешние маслопроводы, щиток приборов, термопары и датчик тахометра. Полости двигателя закрывают люками, кожухами и щитками и производят пригонку и монтаж площадок и ограждений.

Собранный двигатель при помощи специальной траверсы снимают со стенда и направляют на испытание.

2. Сборка крупных и средних двигателей в крупносерийном производстве.

Сборка двигателей в крупносерийном производстве поточная. Она характеризуется почти полным исключением пригоночных работ.

Сборка тепловозного двигателя в крупносерийном производстве производится в следующем порядке. На отдельном стенде подготавливают к сборке блок цилиндров. В узел устанавливают выпускные коробки, гильзы, внутренние масляные трубопроводы, выпускные коллекторы.

На следующем поворотном стенде, куда собранный блок цилиндров передается краном, ставят вкладыши коренных подшипников и коленчатые валы. Точная обработка гнезд под вкладыши и вкладышей обеспечивает установку вала без шабрения. При необходимости исправляют шабером или гладилкой только отдельные места на галтелях. Поворотный стенд позволяет устанавливать блок при монтаже нижнего и верхнего коленчатых валов в нужное положение и обеспечивает удобство монтажа валов и затяжки подшипников. После затяжки подшипников, которые собирают без

прокладок, проверяют правильность сборки (щуп 0,03 мм не должен входить между поверхностями стыка).

Собранный с коленчатыми валами блок размещают на основном сборочном стенде.

В блок монтируют верхние и нижние поршни с шатунами и закрепляют на коленчатых валах шатунные подшипники.

Высота камеры сжатия проверяется при установке коленчатых валов в положение вмт. при помощи свинцовой палочки, которая через отверстия для форсунки вводится в цилиндр. Регулировку высоты камеры сжатия производят изменением толщины прокладок между опорной плитой и вставкой поршня.

Затем устанавливают вертикальную передачу, соединяющую верхний и нижний коленчатые валы. Коленчатые валы должны быть соединены между собой в таком положении, чтобы при положении верхнего поршня в в.м.т. нижний поршень этого же цилиндра находился на 12º после в.м.т. (по углу поворота кривошипа).

Валы топливных насосов (правый и левый) ставят в блок вместе с подшипниками и соединяют через промежуточные шестерни с верхним коленчатым валом. Приводные шестерни посажены на валы привода топливных насосов на регулируемых муфтах.

На кронштейнах блока устанавливают толкатели и топливные насосы. Затем на верхний коленчатый вал монтируют привод нагнетателя воздуха, на нижний – антивибратор и торцовые поверхности блока закрывают передней и задней крышками. На крышках монтируют агрегаты двигателя: нагнетатель воздуха, масляный и водяной насосы, воздухораспределитель, регулятор. В таком виде двигатель поступает на последний стенд, где монтируют все наружные трубопроводы и мелкие узлы, проверяют взаимодействие узлов и закрывают люки.

Собранный двигатель передают на испытательную станцию или на участок, где двигатель монтируется с генератором.

3. Сборка быстроходных двигателей в крупносерийном и массовом производстве.

Сборка быстроходных двигателей в условиях крупносерийного производства поточная, обычно производится на рельсовых или безрельсовых тележках, перемещаемых от одного сборочного поста к другому рабочими-сборщиками или с помощью специальной цепи, с которой тележка может соединяться откидным приспособлением.

В массовом производстве поточная сборка осуществляется на непрерывно движущемся конвейере. При этом такт сборки должен соответствовать программе выпуска.

Сборка V-образного двигателя осуществляется на безрельсовых тележках, оборудованных поворотным приспособлением, позволяющим

устанавливать двигатель в положение, необходимое для удобного выполнения той или иной операции.

На поворотное приспособление устанавливают подготовленный на узловой сборке верхний картер, в подшипники которого укладывают коленчатый вал, собранный с шатунами. Гайки крепления крышек подшипников при укладке вала должны быть затянуты до меток, которые нанесены еще до растачивания подшипников.

Затем картер поворачивают подвесками вниз и к шатунам присоединяют поршни. Для этого поршни нагревают в масле до температуры 100ºС, и пальцы свободно входят в отверстие. На поршневые кольца надевают стягивающие хомуты и, направляя поршни по гильзам, устанавливают на место блоки, собранные с головками цилиндров. Блоки закрепляют анкерными шпильками.

Распределительные валы, установленные на головках, соединяют с коленчатым валом при помощи наклонных валиков с коническими шестернями. Между наклонными валиками размещают привод масляного насоса и воздухораспределитель. При этом проверяют правильность сопряжения шестерен по пятну касания и зазорам между зубьями.

К нижней плоскости блока присоединяют нижний картер в сборе с масляным, водяным и топливоподкачивающим насосом и приводом тахометра. Между блоками ставят топливный насос и производят регулировку фаз газораспределения, начала подачи топлива и воздуха.

Затем монтируют фильтры, масляный и водяной холодильники, кожух маховика, конец коленчатого вала, впускной и выпускной трубопроводы, масляный, водяной и топливный трубопроводы.

Водяную полость подвергают гидравлическим испытаниям.

В массовом производстве укладку коленчатого вала в блок производят на узловой сборке, и блок устанавливают на конвейер в положении, не требующем его поворота для монтажа отдельных узлов. Процесс сборки состоит в присоединении собранных и испытанных узлов. Проверку правильности сопряжений производят на специально выделенных контрольных позициях при помощи приспособлений и инструментов, позволяющих выполнять контрольные операции точно и в короткое время.

Регулировку зазоров, фаз газораспределения, момент начала подачи топлива также производят на специально оборудованных сборочных позициях.

Стартеры, генераторы и другие узлы электрооборудования монтируют и проверяют в процессе сборке на конвейере.

Сборка автомобильного двигателя

29.04.2018, 2266 просмотров.

Из всех операций по ремонту двигателя, его сборка относится к наиболее ответственным. Решающую роль при этом играет опыт моториста и его специализация по определенной категории двигателей. Также важным является тот факт, занимается моторист сборкой бензиновых или дизельных двигателей, так как эти моторы и их сборка имеют свои отличительные особенности.

Сама сборка двигателя включает в себя подготовительный этап, который не менее ответственен, чем сама сборка.

Подготовка к сборке

Все детали будущего двигателя вымываются самым тщательным образом, с вскрытием закрытых полостей и дополнительной продувкой их сжатым воздухом. Так как внутренняя чистота двигателя гораздо важнее наружной. Если внутри остался не удаленный малейший кусочек старой грязи или окалины, то он может свести на нет всю сборку двигателя. Сборка ведется в чистом помещении с бетонными или деревянными полами, исключающими наличие песка или пыли, для чего производится ежедневная влажная уборка сборочного участка. Непосредственно перед сборкой все детали проверяются на отсутствие дефектов и соответствию необходимым размерам и допускам. Наиболее востребованы к этому двигатели иномарок и поэтому при сборке двигателей зарубежного производства допускам уделяется повышенное внимание.

Блок цилиндров после выполнения операций по расточке подлежит обязательной мойке теплым содовым раствором, который способен убрать мельчайшие частицы абразива с зеркала цилиндров, невидимые простым взглядом. Проверить готовность цилиндра к сборке можно путем прижатия к зеркалу чистого белого листа бумаги. Если цилиндры удалось полностью отмыть от остатков абразива, то лист останется чистым, в противном случае на листе останутся множественные черные точки. Необходимо добиться абсолютной чистоты, которая будет являться залогом качественной сборки двигателя. В вымытом и продутом блоке цилиндров вставляются новые заглушки, там, где открывались внутренние каналы и полости и он готов к сборке.

Коленчатый вал

Далее проверяется коленчатый вал на осевое биение и соответствие прошлифованных шеек таблицам допуска. Если устанавливается новый коленчатый вал, то он также проверяется, так как не исключены дефекты. Помимо коренных и шатунных шеек проверяется посадочные места под сальники коленчатого вала, где не допускается никаких рисок. Все внутренние полости коленчатого вала должны быть тщательно вымыты и продуты под давлением. На рабочих поверхностях вала не должно быть трещин, прижогов или волнистости, а также не допускаются риски, забоины, вмятины или царапины. Появившиеся после шлифовки острые кромки масляных каналов должны быть обработаны и заполированы. Помимо этого коленчатый вал проверяется на магнитном дефектоскопе на отсутствие трещин или раковин.

Поршня и шатуны

Поршня проверяются на соответствие развесовке и при необходимости подгоняются. Массы поршней одного двигателя не должны отличаться друг от друга более чем на 4 г и при несоответствии масс, подгоняется их вес. Поршня не должны иметь трещин, раковин, забоин, задирав и заусенец. Поршневые пальцы должны быть одной размерной группы с поршнем, допускается подбор пальца из соседней размерной группы. Шатуны также проверяются на соответствие весу, где разница между шатунами для одного двигателя не должна превышать 8 г., при необходимости также производится подгонка веса, путем снятия металла либо с бобышек, либо равномерно по всей длине шатуна.

Шатун и крышка должны быть одного комплекта и иметь совпадение номеров и меток. Не допускается переворачивание крышки относительно шатуна, так как они обработаны совместно в одном положении. При необходимости замены верхней втулки шатуна (плавающий палец), ее предварительно охлаждают или же нагревают шатун до 200 градусов, после чего запрессовывают новую втулку и развальцовывают края. Втулку разворачивают под соответствующий размер поршневого пальца. Правильно подобранный палец должен легко проворачиваться во втулке шатуна и не выпадать из него под собственным весом. Перед установкой коленвала в блок цилиндров собирается каждая шатунная шейка, где устанавливается соответствующий шатун с вкладышами и после зажатия его крышки предписанным моментом, проверяется легкое вращение его вокруг шатунной шейки. Если все в норме, то шатуны снимаются, и вал можно устанавливать в блок цилиндров.

Соединение шатуна с поршнем

Соединение относится к ответственным операциям при сборке. Необходимо совместить метки на поршне и шатуне для правильной ориентации при сборке. На днище поршня обычно ставится стрелка, указывающая на первый цилиндр. Шатуны могут иметь метку в виде прилива или прорези, или же ориентиром служит отверстие для выхода масла, которые также ориентируют на первый цилиндр. Если нет никаких отметок, то для большинства существующих шатунов ориентиром служат замки вкладышей, которые при виде на шатун спереди расположены справа.

Шатуны с поршнями «собираются » до установки поршневых колец. Если поршень с плавающим пальцем, то он предварительно нагревается до 80-100 градусов, после чего поршневой палец в бобышки поршня должен войти от усилия руки. После соединения палец стопорится кольцами в канавках бобышек поршня.

Если пара шатун поршень с плавающим поршнем, то в температурной печи нагреваются верхние головки шатуна до температуры 270-300 градусов и сборка с поршнем производиться очень быстро, пока не остыла головка шатуна. После остывания верхней головки шатуна, поршневой палец уже невозможно будет сдвинуть без применения пресса.

Для монтажа поршня с шатуном в этом случае используется специальная оправка, которая ориентирует поршневой палец относительно краев бобышек поршня, После установки шатун должен быть по центру поршневого пальца, а края пальца должны быть на одном расстоянии утоплены от краев бобышек поршня. Далее собранный с шатуном поршень устанавливается в тиски, и монтируются поршневые кольца с использованием специальных щипцов. Первым ставится маслосъемное кольцо, затем два компрессионных. Если на кольцах есть отметка TOP (верх ), то метка должна смотреть на верх поршня, если метка отсутствует, то допускается произвольная установка кольца. Комплекты поршневых колец для иномарок обязательно имеют отметку TOP.

Контроль зазора в замке поршневых колец

Обязательным условием перед монтажом является контроль зазора в замке кольца, который должен быть не менее 0.3-0, 4 мм для верхнего компрессионного кольца и 0, 2-0,3 мм для среднего и маслосъемного колец. Если устанавливается наборное маслосъемное кольцо (обычно им мотористы отдают предпочтение при сборке), то зазор между дисками лучше увеличить до 0, 4-0, 5 мм, чтобы цилиндр не «голодал » от излишнего съема масла.

Если зазор будет слишком мал, то после прогрева двигателя, за счет температурной разницы кольца и цилиндра, зазор исчезнет совсем, что приведет к заклиниванию кольца и как следствие задиру зеркала цилиндров. При необходимости зазор обязательно подгоняется, желательно алмазным надфилем, После подгонки зазора, в замке подпиленные края обрабатываются от заусенцев.

Блок цилиндров после проверки устанавливается на сборочный, поворотный стенд. Вставляются коренные вкладыши, на иномарках один из вкладышей, выполнен с боковыми отливами, играющими роль полуколец, ограничивающих осевое перемещение коленчатого вала. Проверяются совпадения отверстий во вкладышах с масляными каналами. Вкладыши обильно смазываются маслом для двигателя, и устанавливается коленчатый вал. При установке коленчатого вала не допускается перестановка местами его крышек (бугелей ), равно как и использование «чужих », так как крышки обрабатываются совместно с блоком и не допускается изменение их установки. Крышки коленчатого вала затягиваются соответствующим моментом, и проверяется вращение вала. Признаком правильной шлифовки и сборки, является свободное вращение коленвала при помощи рук.

Монтаж поршневой группы

Затем с помощью универсальной оправки вставляются поршня с шатунами, с предварительно вставленными в них шатунными вкладышами. Оправка обжимает поршневые кольца и поршень, смазанные маслом и, поршень легкими ударами деревянной ручки молотка просаживается внутрь цилиндра до соединения нижней головки шатуна с шатунной шейкой, которая также предварительно обильно смазана маслом. Стрелку на днище поршня при этом ориентируют в направлении первого цилиндра. На болты шатунов устанавливаются крышки и гайки, которые затягиваются предписанным моментом. Когда посажены и затянуты предписанным моментом все шатуны, двигатель проворачивают для проверки правильности сборки. Коленчатый вал должен без заеданий провертываться при проверке, не оказывая заметного сопротивления. «Душа » двигателя собрана и можно быть уверенным, что если соблюдены все эти условия, то отремонтированный двигатель будет иметь значительный ресурс, мало чем уступающий новому двигателю.

Сделать с двигателем можно многое. И если Вы всё-таки решились на доработку силового агрегата, знайте, что добиться более высокой отдачи от двигателя можно только лишь увеличив степень наполнения цилиндров и изменив состав горючей смеси.

Для поддержания оптимального режима работы двигателя и точного совпадения фаз газораспределения в ремонт и обслуживание силового агрегата входит операция по регулировки клапанов. Подобную работу по обслуживанию двигателя должны выполнять опытные мотористы или владельцы автомобилей, уже имеющие навык в выполнении этой работы.