Общая характеристика деталей шатунно-поршневой группы ДВС и характерные износы (дефекты)



В состав шатунно-поршневой группы входят следующие детали: ша­тун, поршень, поршневой палец, поршневые кольца, шатунные болты, втулка верхней головки шатуна.

В процессе работы эта группа деталей испытывает значительные механические, инерционные, тепловые нагрузки и в большой мере определяет ресурс двигателя.

Поршни двигателей изготавливают, как правило, из кремне-алюминиевых сплавов.

Характерными износами поршней являются износ канавок под поршневые кольца, износ и задиры на юбке поршня, износ поверхностей отверстий бобышек поршня под поршневой палец.

Долговечность поршня зависит, главным образом, от изнашивания соединения «поршень - верхнее компрессионное кольцо»,так как оно воспринимает наибольшие температурные и механические нагрузки, имеет неблагоприятные условия смазывания и к нему больше всего поступает абразивных частиц из камеры сгорания. При этом наибольший износ наблюдается по нижним торцам кольца и канавки поршня.

Шатуны изготавливают, как правило, из сталей 40Х, 40Г, ЗОХГТ.

Характерными износами являются: износ внутренней поверхности верхней головки, износ внутренней поверхности нижней головки, износ опорных поверхностей крышки под гайки шатунных болтов.

В процессе работы шатуны подвержены воздействию переменных по значению и направлению газовых и инерционных сил, а также сил, возникающих в результате нарушений конструктивных параметров и кинематических цепей (неточность изготовления, неравномерный износ), поэтому они могут изгибаться и скручиваться.

Поршневые пальцытракторных двигателей изготавливают из цементируемой стали марки 12ХНЗА. Их подвергают цементации. Глубина це­ментированного слоя находится в пределах 1,1…1,8 мм, твердость наруж­ной поверхности НRC 56…63.

В процессе эксплуатации поршневые пальцы работают в условиях действия высоких механических и тепловых нагрузок, поэтому их изготавливают с трех-пятикратным запасом прочности.

Основным дефектом поршневых пальцев является износ по наруж­ной поверхности на участках контакта с втулкой верхней головки шатуна и отверстиями в поршне, причем наибольший износ - в сопряжении с втулкой.

Кроме этого, наблюдаются трещины, сколы, глубокие риски, забои­ны (до 10 % пальцев, поступающих на дефектацию).

Поршневые кольца (компрессионные) изготавливаются из серого перлитного хромотитаномеднистого чугуна, легированного молибденом, ванадием или вольфрамом. Применяются и другие высокопрочные специ­альные чугуны. Рабочие поверхности верхних компрессионных колец для повышения их износостойкости покрывают слоем хрома, а для облегчения приработки на поверхности хрома образуют специальный пористый слой небольшой толщины.

Характерными дефектами колец являются износ по высоте, наруж­ному диаметру и потеря упругости.

Шатунные болтыподвергаются воздействию переменных нагру­зок от силы инерции поступательно движущихся и вращающихся масс, а также изгибающих нагрузок, возникающих вследствие деформации крышки нижней головки шатуна и возможной непараллельности опорных, поверхностей под головкой болта и гайки.

В результате действия этих нагрузок, а также усилия предваритель­ной затяжки болтов при сборке шатунов, болты могут быть вытянутыми. Другим дефектом, встречающимся у болтов, является срыв резьбы.

Втулки верхних головок шатуновизготавливаются из бронзы. Ха­рактерными дефектами их являются износ внутренней поверхности, ослабление посадки в головке шатуна.

 

Разборка и дефектация деталей шатунно-поршневой группы

После снятия шатунно-поршневого комплекта с двигателя перед окончательной его разборкой измерить зазор по высоте между кольцами и канавками поршня щупом. Для компрессионных колец он должен составить 0,089…0,125 мм, для маслосъемных 0,150…0,215мм. Аналогичный контроль зазора можно выполнить после снятия колец (рисунок 1) с поршня (рисунок 2).

 

 

 

Рисунок 1.- Снятие колец с поршня.           Рисунок 2.- Измерение зазора            

                                                                                              «кольцо - канавка»

 

При помощи круглогубцев снять стопорные кольца поршневого пальца. Выпрессовать поршневой палец на прессе при помощи наставки,  тем самым разъединив шатун и поршень.

После дефектации втулки верхней головки шатуна индикаторным нутромером, на прессе с использованием наставки выпрессовать втулку.

Поршень.Дефектацию поршней начинают с наружного осмотра. Поршни, имеющие трещины, задиры на боковой поверхности и в отвер­стиях бобышек, выбраковывают.  Измерить диаметр отверстий в бобышках поршня нутромером с индикатором часового типа в двух плоскостях (по оси поршня и ей перпендикулярной) и по результатам измерений определить овальность, которая не должна превышать 0,06 мм. Измерить наружный диаметр поршня в плоскости качания шатуна на уровне оси отверстий бобышек (рисунок 3) и сравнить с техническими требованиями на соответствие размерной группе: Б, С, М. (приложение 1).

 

 

Рисунок 3.- Схема измерения диаметра юбки поршня.

 

Шатун.Внешним осмотром определяют видимые трещины, задиры. Невидимые трещины обнаруживают магнитным методом. Шатуны с трещинами выбраковывают.

Износ верхней и нижней головок определяют путем замера диаметра отверстий индикаторным нутромером в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и двух сечениях (рисунок 4).

 

Рисунок 4.- Схема замеров диаметров отверстий нижней (а) и верхней (б) голо­вок шатуна.

 

Замер отверстий нижней головки проводят при затянутых болтах с усилием, предусмотренным техническими условиями, в сечениях I-I и II-II находящихся на расстоянии 1/4 ширины головки от ее торцов в плоскостях А-А (перпендикулярной плоскости разъема), Б-Б и В-В.

Замер отверстий верхней головки шатуна выполняют в сечениях I-I и II-II, находящихся на расстоянии 1/4 ширины головки от ее торцов в плоскостях Г-Г и Д-Д. За действительный размер принимают наибольший из полученных.                                  

Изгиб и скрученность шатунов проверяют в сборе с крышкой ниж­ней головки без вкладышей и втулки на специальных приспособлениях. Одно из таких приспособлений показано на рисунке 5.

Призму 3 с индикаторами часового типа устанавливают на оправку 1 (рисунок 5б) и передвигают ее до соприкосновения упора 6 призмы с плоскостью плиты 5. В этом положении перемещают индикатор 4 до получения натяга на измерительном стержне и закрепляют его. Совмещают нулевое деление шкалы со стрелкой, затем поворачивают призму на 180° и также устанавливают индикатор 7.

В отверстие верхней головки шатуна с выпрессованной втулкой вставляют разжимную втулку 9 (рисунок 5в) и закрепляют ее конусами 8 и 10. Далее шатун устанавливают в оправку 1 (рисунок 5а), перемещают его до упора оправки 2 в плиту и закрепляю на оправке. Призму ставят па оп­равку 2 и при соприкосновении ее упоров с плитой 5 поочередно, по от­клонению стрелки от нулевого положения индикатора 4 определяют изгиб шатуна, а по отклонению стрелки индикатора 7 (рисунок 5г) - скручивание.

Сравнить полученные результаты с техническими требованиями (приложение 1,2,3).

 

 

 


Рисунок 5.- Проверка на приборе КИ-724 шатуна на изгиб и скрученности.

а – установка стрелок индикаторов на «нуль»; б – проверка шатуна на изгиб; в – установка разжимной оправки; г – проверка шатуна на скрученность; д – устройство нижней оправки; 1 – нижняя оправка; 2 - разжимная оправка;  3 – призма; 4,7 – индикаторы ИЧ-10; 5 – плита; 6 – упор; 8,10 – конусы; 9 – разжимная втулка оправки; 11 – гайка; 12 – шатун; 13 – ограничитель; 14 – зажимной винт; 15 – рукоятка; 16 – разжимной палец-винт.  

 

Поршневой палец. Внешним осмотром выявляется наличие трещин, сколов, задиров. Невидимые трещины выявляются магнитным дефекто­скопом. Пальцы, имеющие трещины, сколы, задиры, подлежат выбраковке.

Действительный размер и величину износа рабочей поверхности под втулку верхней головки шатуна и отверстия бобышек поршня определяют микрометром в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и трех сече­ниях - местах сопряжения с поршнем и втулкой (овальность не более 0,04мм).

Поршневые кольца.Внешним осмотром выявляется наличие трещин, сколов, забоин. Кольца, имеющие такие дефекты, выбраковываются. Дефектация колец производится с помощью МИП-100, на котором проверяется их упругость (рисунок 6). Кольцо уста­навливают на площадку прибора 4 так, чтобы стык его находился в горизонтальной плоскости. Верхней площадкой машины МИП-100 нагружают кольцо до зазора в стыке (в замке), контролируя установленным щупом, 0,45…0,75 мм и снимают показания упругости. Для компрессионных колец при этом зазоре сила сжатия должна быть в пределах 55…83 Н.

 

Рисунок 6.- Схема контроля упругости  компрессионного кольца на приборе МИП-100.

 

Проверить щупом зазор в стыке поршневых колец, устанавливая их в цилиндр строго в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и одновременно контролируя качество прилегания колец к стенке цилиндра на просвет. При малом зазоре стык можно опилить на приспособлении, а при большом - кольцо следует заменить. Радиальный зазор (просвет) между кольцом и цилиндром для тракторных двигателей не должен пре­вышать 0,02 мм более чем в двух местах на дугах 30° и не ближе 30 мм от замка. У торсионных и конусных колец зазор допускается не более 0,02 мм, а у маслосъемных - 0,03 мм в любом месте с плав­ным уменьшением в обе стороны, но не ближе 5 мм от замка. Для авто­мобильных двигателей просвет не допускается.

 

 

 

Рисунок 7.- Измерение зазора в замке порш­невого кольца: 1 – кольцо; 2 – щуп пластинчатый; 3 – гильза.

 

Втулка верхней головки шатуна. Величина износа внутренней поверхности определяется с помощью индикаторного нутромера, а наружной - с помощью микрометра.

По результатам измерений определить овальность, она не должна превышать 0,04 мм.

Используя показания измерительного инструмента, подсчитать максимальный зазор в сопряжениях «палец-бобышка» и «палец-втулка», сравнить полученные данные с техническими требованиями, представленными в приложении 1.

При несоответствии деталей нормальным размерам их восстанавливают тем или иным способам.

Шатунные болты.Дефектация производится наружным осмотром и проходным резьбовым калибром. Болты и гайки с сорванной или смятой резьбой выбраковываются.

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1731;