Как проверить шатуны на изгиб своими руками: Ремонт шатуна своими руками

Содержание

Шатун двигателя и какие шатуны бывают.

Приветствую всех гостей моего сайта. Многие наверное заметили, что у меня уже есть достаточное количество статей про разные поршни, от простых до керамических. Но внезапно спохватившись, я осознал, что у меня на сайте нет ни одной статьи, про не менее важную и нагруженную деталь любого двигателя внутреннего сгорания — шатун. В ДВС эта деталь испытывает такие же нагрузки как и поршень, и даже больше. А важность качественного изготовления шатуна, ещё более значима, так как в нём находятся два подшипника, скольжения или качения, а сил, воздействующих на шатун, даже больше чем у поршня. В этой статье я попытаюсь рассказать всё, ну или почти всё о шатуне, рассказать какие они бывают, и т. д. и т. п.

Основная задача детали двигателя, называемой шатун, это превращение поступательного движения поршня (вверх-вниз) во вращательное движение коленчатого вала. Верхняя головка шатуна соединена через стальной палец с поршнем, и воспринимает на себя давление газов сгорающей топливо-воздушной смеси. А нижняя головка шатуна передаёт давление газов на кривошипно-шатунный механизм коленвала и заставляет его крутиться. И при этих казалось бы простых движениях, шатун испытывает колосальные ,и в тоже время неравномерные (переменные) нагрузки.

К тому же в начале такта впуска и в конце такта сжатия, шатун тянет на себя и поршень и собственный вес, и всё это на больших оборотах, в итоге силы инерции пытаются его растянуть (разорвать). А на рабочем такте двигателя и такте выпуска, шатун наоборот сжимается от давления газов, давящих на поршень, и от сопротивляющегося коленчатого вала. То есть на больших оборотах, нагрузка на разрыв и нагрузка на сжатие, чередуются очень резко и быстро. Теперь я думаю вы представили, как и в каких условиях приходится работать этой детали.

Поэтому и требования о качестве изготовления шатуна, очень высоки. Ведь если он хоть немного не выдержит нагрузки и чуть деформируется, то поршневую группу тут же перекосит и начнёт прихватывать, а подшипники в его головках будут работать с перекосом, естественно перекос подшипников будет и при трении на шейках коленвала (и поршневого пальца тоже). В таком случае, ресурс двигателя резко устремится к нулю, к тому же как известно, поршневая и коленвал — это самые дорогие детали двигателя.

Шатун и подшипники его головок двухтактного 50 кубового мотора

Значит ясно, чтобы шатун выдержал вышеперечисленные нагрузки, его необходимо изготовить из прочной и высококачественной стали. А к шатунам и к материалу их изготовления у спортивного двигателя (форсированного, с надувом), требования ещё более жёсткие. При изготовлении, заготовку штампуют, и очень тщательно следят за образованием соответствующего профиля, который придает конструктивную жесткость детали. Так же очень важна полная одинаковость (особенно по весу) изготовления шатунов для многоцилиндровых двигателей, ведь если будет расхождение по массе даже на пару граммов, то повышенная вибрация на высоких оборотах, будет очень ощутима и вредна. Неудобство от вибрации будет ощущаться как водителем, так и самим двигателем, в итоге разрушение коренных подшипников коленвала, может произойти за считанные километры. Поэтому если вам придётся поменять один из нескольких шатунов вашего двигателя, настоятельно советую убедиться в том, что новый шатун весит точно столько же как и остальные шатуны.

Предостережение.

Многие «Кулибины», разобрав свой двигатель и увидев впервые шатуны, удивляются какой же он,, или они шероховатые. Тут же в их светлой голове возникает мысль: а не пригладить ли их наждаком или напильником. Всем настоятельно советую — не нужно, здесь народное творчество неуместно. И объясню почему: ведь при штамповке самым прочным получается верхний (наружный) слой металла, и именно поэтому все шатуны серийных двигателей не обрабатываются снаружи, после штамповки.

Шатуны мотоцикла Урал, вымирающая конструкция из-за плохой смазки подшипников и их малого ресурса. На фото Б — нормальный двутавровый шатун, а на фото В — шатун непрочной формы.

Ещё следует обратить внимание на центральную часть шатуна (стержень), которая имеет двутавровое сечение (исключение составляют шатуны некоторых моделей мотоциклов Урал). Многих «Кулибиных», у которых постоянно чешутся руки, так и подмывает пройтись по граням двутавра с болгаркой. Они обычно мыслят так: мол куда столько лишнего металла и веса, а вот если это дело удалить и этим облегчить шатун, то мотор закрутится веселее. Но ребятки, неужели вы умнее японских инженеров, которые годами только и думают, как заставить крутиться двигатель резвее и выжать из него максимальную мощность. Посмотрите на фото (специально помещённое мной внизу текста) шатунов с японских спортбайков, у которых мощи явно поболее чем у вашего оппозита. Почему то на них двутавровое сечение сохранено. А дело в том, что именно двутавровая форма придаёт шатуну максимальную жёсткость на кручение и на изгиб, особенно при передаче переменных усилий. Жаль что это не понимают многие народные умельцы и инженеры Ирбитского завода, на мотоциклах Урал, как я уже говорил стоят шатуны странной формы (см. фото) Но на некоторых моделях Уралов, стоят нормальные двутавровые шатуны. Наверное Ирбитский завод решил поэкспериментировать. Только вот жаль, что результаты экспериментов отразятся на потребителе.  Завод в Киеве по изготовлению мотоциклов Днепр, в этом плане намного умнее, и шатуны их мотоциклов, практически не отличаются от шатунов импортных мотоциклов (см. предпоследнее фото внизу текста).

Правильная доработка шатуна

И всё же шатун можно доработать и облегчить, но делать это нужно правильно, особенно если вы при тюнинге двигателя параллельно облегчаете поршневую. Как известно облегчение деталей уменьшает силы инерционных нагрузок (особенно на больших оборотах). При облегчении деталей главное не переусердствовать, так как правильная технология облегчения веса, позволяет облегчить стержень шатуна всего на 10 — 15 %. Для этого шатун фрезеруют, а не пользуются обычной болгаркой, так как фрезерный станок (особенно с ЧПУ) позволяет снять лишний слой металла абсолютно одинаково с обеих сторон детали. После фрезеровки поверхность шатуна необходимо тщательно отшлифовать и затем отполировать. Полировка поверхности шатуна обязательна, так как после фрезерной обработки поверхности металла, у шатуна не остаётся упрочнённого верхнего слоя, а микронеровности, оставленные фрезой фрезерного станка, становятся концентратором напряжений на поверхности детали и их важно удалить (сгладить). И если эти неровности не убрать, то при очень высоких оборотах, на шатуне в местах микронеровностей появятся трещины, и возможен обрыв шатуна.

Верхняя часть шатуна (головка).

На шатунах разных двигателей как верхняя часть, так и нижняя, может быть разной. Нагрузки при работе мотора, на верхнюю часть приходятся меньшие, чем на нижнюю (подшипник кривошипа), соответственно от этого и диаметр на верхней головке меньше, чем на нижней. А вообще существует три способа соединения поршневого пальца и верхней головки шатуна.

Самый древний способ, это запрессовка поршневого пальца в головку шатуна (а в поршне палец сидит на свободной посадке). И этот способ некоторыми мотоциклистами самодельщиками имеющими Урал, применяется и поныне, когда некоторые из них устанавливают поршни от древних автомобилей (например от классических жигулей). Некоторые преимущества такого сочленения деталей всё же есть, например полное отсутствие люфта между пальцем и шатуном, что позволяет свести диаметр головки к минимуму. От этого немного снижается (совсем чуть чуть) масса и естественно происходит некоторое (опять же чуть чуть) снижение инерционных сил.

И все эти небольшие достоинства снижаются куда более ощутимыми недостатками, а именно: поршневой палец не вращается в отверстии головки, а вращается в алюминиевых бобышках поршня. Это приводит к достаточно быстрому (по сравнению с другими способами соединения) однобокому износу бобышек поршня (получаются овальные, и в двигателе появляется неприятный стук). К тому же при сборке деталей таким способом, нужно иметь небольшие навыки термиста. То есть если не нагреть головку шатуна до 150 — 200 градусов (а палец желательно охладить в морозилке), то деталь не установишь. Так же нужно успеть выставить детали ровно (палец относительно поршня), и если не успеешь, то нагреваемый от соприкосновения с горячей деталью палец намертво обожмётся остывающей головкой, и палец так и останется стоять криво, относительно поршня. Короче нужны определённые навыки.

Второй способ соединения поршневого пальца и верхней головки шатуна, это плавающий палец (палец подвижен в отверстии головки). При таком соединении, в верхнюю головку шатуна запрессовывается бронзовая втулка, и в сопряжении с поршневым пальцем, втулка представляет собой подшипник скольжения, а так же применяют ещё и подшипник качения — роликовый (чаще на двухтактных моторах). В таком способе необходимо ограничить осевое перемещение пальца, и для этого и предназначены стопорные кольца, которые защёлкиваются в проточках бобышек поршня. В таком сопряжении в верхней головке шатуна сверлят отверстие или два отверстия, для лучшего подвода смазки при работе. Ресурс деталей при соединении вторым способом, увеличивается примерно в два раза.

Как я уже говорил, применяют или подшипник скольжения — втулку, или подшипник качения — сепаратор с роликами. В верхней головке шатуна четырёхтактных двигателей, применяют втулку (бронзовую). И при нормальной смазке четырёхтакников, она способна пережить несколько капитальных ремонтов двигателя. В головках шатуна двухтактных двигателей, по крайней мере современных, используют игольчатый (роликовый) подшипник качения, и это естественно, так как условия смазки этого сопряжения, в двухтактных моторах значительно хуже, так как здесь не подаётся чистое масло, а топливно-воздушно-масляная смесь. И замечу, что подшипник качения, не отличается долговечностью в режиме работы тяни-толкай (а шатун имеет именно такой режим работы), и довольно быстро изнашивается и начинает стучать (вспомните новые 12 вольтовые Явы, которые начинали стучать намного раньше, чем их более древние 6 вольтовые модели, в которых устанавливалась бронзовая втулка в головке шатуна).

Время бежит, моторы совершенствовались в повышении мощности, и казалось бы, что в сочленении пальца и головки шатуна уже ничего не придумаешь получше и совершеннее. Но неугомонная инженерная мысль не давала уснуть многим инженерам и изобретателям. Но сначала на спортивных моторах, а затем и на серийных, отказались от втулки в головке шатуна. И вот уже лет 25, как на импортных моторах в шатунах втулки нет вообще. Стальной  поршневой палец ходит (плавает) непосредственно в отверстии стального шатуна. И в условиях современной смазочной системы, и качественного синтетического масла, такое сопряжение деталей работает великолепно. Такое сопряжение позволило значительно уменьшить головку шатуна, и свести зазор между пальцем и отверстием головки к минимуму.

Естественно все эти приколы даются не просто так: сам шатун изготовлен из сверхтвёрдой, сверхпрочной и от этого очень износостойкой стали, а палец покрывается специальным износостойким покрытием. Естественно такие шатуны и пальцы значительно дороже обычных.

Нижняя часть шатуна (кривошипная нижняя головка).

Здесь так же различия зависят от тактов мотора. В кривошипно-шатунном механизме двухтактного двигателя устанавливают роликовый подшипник качения. Он по конструкции почти такой же как и в верхней головке шатуна, но естественно значительно мощнее и массивнее. И нижняя головка любого шатуна, испытывает нагрузки намного большие чем поршневая группа двигателя. Кстати на древних моторах (например БМВ и Цюндапп вермахта, К-750, М-72, или мотоциклов Урал) в нижней головке шатуна также устанавливали подшипник качения, и ресурс коленвала таких моторов очень маленький — всего 15 тысяч км.

В современных четырёхтактных двигателях (например у японских или европейских спортбайков, или продвинутых дорожников, и практически во всех автомобильных двигателях) нижняя головка шатуна разъёмная, и с шейкой коленчатого вала контактирует через подшипники скольжения — вкладыши. Основа вкладышей стальная, а сверху нанесён мягкий антифрикционный слой.

Г — шатун Днепра, Д и Е — шатуны зарубежных мотоциклов.

На шатуне с вкладышами имеются специальные шатунные болты, которые обеспечивают жёсткость и точность фиксации частей (половинок) нижней головки шатуна. Эти болты изготавливают из прочной высоколегированной стали и к тому же ещё и подвергаются термообработке (закаливаются и отпускаются). Это важно, так как болт из обычного металла, при работе шатуна вытянулся бы, и отверстие нижней головки шатуна потеряло бы форму идеального круга (стало бы овальным). А в овальном отверстии сразу бы появился стук, и ударные нагрузки быстро бы доканали сопряжение. Так же шатунные болты выполняют функцию точных фиксаторов шатунной крышки относительно самого шатуна, из-за того, что диаметр шатунных болтов выдерживается при изготовлении очень точно (да и сами болты плотно входят в свои отверстия). Гайки шатунных болтов изготавливают из той же прочной стали, что и болты, и имеют особую самоконтрящую их площадку. Но бывают гайки с отверстием для шплинта, который надёжно страхует их от отворачивания. Гайки с отверстиями бывают на некоторых европейских моторах и на нашем хорошо знакомом двигателе мотоцикла Днепр. Кстати, как я уже отмечал, шатуны Днепра, почти такие же как и шатуны импортных мотоциклов (см. фото), только в них стоит всё та же бронзовая втулка, а гайки шатунных болтов стоят вверху, а не внизу.

Хочу отметить, что очень важно чтобы вкладыши прилегали к постелям в шатуне очень плотно и без зазоров, ведь чем плотнее прилегают вкладыши к металлу шатуна, тем интенсивнее отводится тепло от него (тепло отводится через плёнку масла и коленчатый вал). От этого зависит нормальная температура при работе и долговечность подшипника скольжения. И если обнаружите при вскрытии двигателя и замерах, что овальность отверстий превышает 0,05 мм, то такие вкладыши необходимо менять (подробнее о ремонте двигателя можно почитать вот здесь).

Ну и естественно нельзя переворачивать или менять местами крышки нижних головок шатунов. Ведь отверстия под вкладыши обрабатывают на заводе по отдельности на каждом шатуне (обрабатывают пару — шатун с крышкой), в итоге каждый шатун только со своей крышкой имеет идеальный круг. А при замене крышки этот круг естественно нарушается. Чтобы ремонтники не ошибались, на шатуне и его крышке ставят клеймо или метки (если вдруг их не найдёте на деталях, то ставьте свои). Оба клейма (и на крышке и на шатуне) при сборке должны оказаться на одной стороне шатуна и иметь одинаковую маркировку.

И последнее: при ремонте двигателя советую проверять шатуны (особенно отечественные) на прямолинейность и параллельность верхней и нижней головок шатуна, это очень важно для нормальной работы мотора. Как это сделать можно посмотреть в этой статье.

Вот вроде бы и всё самое главное о шатуне, что как я думаю полезно знать каждому ремонтнику и не только ему. У кого возникнут вопросы, пишите. Удачи всем!

 

Ремонт шатунов двигателя

Содержание статьи:

  • что такое шатун?
  • Ремонт шатунов двигателя на примере ДВС ЯМЗ согласно технологии
  • Ремонт шатунов двигателя: втулка верхней головки шатуна
  • Ремонт шатунов двигателя: нижняя головка шатуна
  • История возникновения / изобретения шатунов
  • Шатуны в паровых двигателях
  • Шатуны в двигателях внутреннего сгорания

Что такое шатун?

В двигателе внутреннего сгорания шатун соединяет поршень и кривошип. Эти детали вместе образуют простейший механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

Шатун может использоваться и для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное.

Именно такой способ их использования был исторически первым, еще до изобретения двигателей внутреннего сгорания.

Шатун может передавать на поршень как толкающие, так и тянущие движения, т.е. работать полный цикл вращения кривошипа. Более ранние механизмы, такие как цепи, могли только тянуть. В двухтактных двигателях шатун передает только толчки поршня.

Сегодня шатуны используются главным образом в двигателях внутреннего сгорания, например в автомобилях. Они сильно отличаются от тех шатунов, что использовались в эпоху паровых двигателей, например в паровозах.

Ремонт шатунов двигателя на примере ДВС ЯМЗ согласно технологии

Ремонт шатунов двигателя подразумевает следующие обязательные процедуры:

  • тщательная промывка шатуна двигателя;
  • проверка на отсутствие трещин на магнитном дефектоскопе. Если шатун имеет трещины, то он подлежит выбраковке;
  • Дефектовка шатуна;
  • Ремонт;
  • Контроль параметров шатуна после ремонта.

Ремонт шатунов двигателя: дефектовка шатуна

Основными контролируемыми параметрами шатуна являются контроль износа втулки верхней и отверстие нижней головок шатуна.

Внутренний параметр нижней головки шатуна проверяется после контрольной затяжки шатунных болтов в соответствии с нормативно-технической документацией. Далее проверяется ширина нижней головки шатуна, если она меньше допустимой величины, то шатун для дальнейшей установки на двигатель непригоден.

Далее следует проверка на изгиб, т.е. непараллельность осей отверстий верхней и нижней головок шатуна и проверка на скручивание, т.е. отклонение осей указанных отверстий от положения в одной плоскости (перекос осей). После проверки шатун без ремонта допускается, только в том случае, если отклонения незначительны и не превышают допустимых значений на изгиб и скручивание.

Ремонт шатунов двигателя: втулка верхней головки шатуна

Износ втулки верхней головки шатуна определяют индикаторным нутромером, в случае если диаметр втулки не больше допустимого значения, то она допускается без ремонта. Если это значение окажется выше допустимого, то втулку обязательно требуется выпрессовать и проверить под втулку внутренний диаметр отверстия верхней головки шатуна. Новую втулку запрессовывают с натягом, предусмотрев припуск на обработку втулки по внутреннему диаметру. Далее просверливают каналы для смазки поршневого пальца и проводят окончательную обработку внутреннего диаметра втулки.

Ремонт шатунов двигателя: нижняя головка шатуна

 В случае небольшого изгиба и/или скручивания верхней и нижней головок шатуна можно исправить расточкой втулки верхней головки шатуна, обеспечив отклонение от параллельности, положения и расстояние между осями до допустимых значений. Сам шатун править нельзя. Можно лишь править погнутые шатуны с отклонением от прямолинейности не более миллиметра подрезая торцы верхней головки симметрично с каждой из двух сторон. В случае зажатости (уменьшение размера) нижней головки шатуна проводится ее растачивание в номинальный размер согласно нормативно-технической документации.

При ремонте шатуна категорически запрещается установка крышки с другого шатуна, так как комплектность проверяют по меткам спаренности.

История возникновения / изобретения шатунов

Первое доказательство применения шатунов датировано концом III-го в. нашей эры, во времена Римской империи, которы нашли на лесопилках в Иераполя, что в Малой Азии, где применялись механизмы, очень похожие на сегодняшние шатуны, преобразовывающие вращательное движение водяного колеса в поступательное для привода пилы. Такие же механизмы обнаружили на раскопках в г. Эфесе, датированные VI в. нашей эры.

На картинке ниже мы видим как вода вращает колесо, которое вращает колесо поменьше, которое уже передает энергию шатуну через шестерню, преобразующему вращательное движение в возвратно-поступательное.

Посмотрите на видео Древнеримские промышленные водяные мельницы:

Аль-Джазари (арабский ученый и изобретатель) между 1174 и 1200 гг. описал машину для подъёма воды. Конструкция этой машины имела шатун с коленчатым валом (т.е. кривошипно-шатунный механизм). Об этой машине рассказывается в видео с 2:15.

В Италии эпохи Возрождения самое раннее, хотя и не совсем правильно понятое, соединение коленчатого вала и шатуна найдено в книге чертежей Таччола. Четкое понимание их взаимного движения показано художником Пизанелло, который изобразил поршневой насос, приводимый в движение водяным колесом и состоящий из двух простых кривошипов и двух шатунов.

Кривошипы и шатуны становятся "популярны" у изобретателей с XVI века, о чём говорят трактаты и рукописи, например, у Агостино Рамелли (1588 года) "The Diverse and Artifactitious Machines", где можно увидеть 18 конструкций машин, использующих шатуны. А у Георга Андреаса Бёклер в его работе "Theatrum Machinarum Novum" вы уже найдёте 45 самых разных машин.

Шатуны в паровых двигателях

Первая паровая машина, атмосферный двигатель Ньюкомена, была одностороннего действия: его поршень работал только в одном направлении, поэтому в нем использовалась цепь, а не шатун. Соответственно, движение совершалось вперед-назад вместо постоянно вращения.

Последовавшие затем паровые двигатели были, как правило, двойного действия: их внутреннее давление действует на каждой стороне поршня по очереди. Это требует уплотнения вокруг штока поршня, а также шарнира между поршнем и шатуном, размещенного вне цилиндра, в большом подшипнике скольжения, называемом крейцкопф, или ползун.

В паровозах шатуны обычно крепятся прямо к ведущим колесам, соответственно ось этих колес служит коленчатым валом. Шатуны передают движение от ползуна к колесам. Ползуны используются также в больших дизельных двигателях, предназначенных для морских судов.

Шатуны небольших паровозов обычно имеют прямоугольное поперечное сечение, однако иногда используются шатуны круглого сечения, характерные для судовых двигателей. Например, Стивен Леви, строивший как паровозы, так и пароходы, часто использовал круглые стержни для шатунов.

Шатуны в двигателях внутреннего сгорания

В современных двигателях внутреннего сгорания шатуны обычно изготовлены из стали, но могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов или титана. Алюминиевые шатуны имеют меньший вес, поглощают избыточное усилие, но быстрее изнашиваются. Титановые шатуны сочетают легкость и прочность, но имеют высокую стоимость. Если же задача обеспечить высокую производительность не ставится, например в двигателях для мотороллеров, то шатун может быть изготовлен из чугуна. Шатуны не закреплены жестко на обоих концах, так что угол между шатуном и поршнем может меняться, так как стержень движется вверх-вниз и вращается вокруг коленчатого вала. Иногда в гоночных автомобилях применяются шатуны, сделанные из цельной заготовки с помощью механической обработки, а не литые или кованые.

На рис. выше мы видим обычный шатун для автомобильного двигателя. Из-за наличия ограниченного пространства внутри поршня, конец, в который вставляется поршневой палец, поменьше, чем тот, что подключают к коленчатому валу, и эти концы называются верхней (поршневой) и нижней (кривошипной) головками шатуна, соответственно.

Внутри головки располагаются вкладыши подшипников скольжения, выполненные на стальной основе с нанесением слоя антифрикционного материала.

Кривошипная головка присоединяется к цапфе на кривошипе. Обычно есть отверстие, просверленное через подшипник и нижнюю головку шатуна так, чтобы моторное масло разбрызгивалось под давлением на стенку цилиндра и смазывало ход поршней и поршневых колец. Большинство небольших двухтактных двигателей и некоторые одноцилиндровые четырехтактные двигатели не требуют наличия насоса для масла, используя схему с подшипником качения. Однако это требует, чтобы коленчатый вал был легкосъемным, чтобы можно было в любой момент заменить шатун.

Зазор палец втулка шатуна

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 26.12.2016 2016-12-26

Статья просмотрена: 4944 раза

Библиографическое описание:

Семенченко И. Ю., Медведева М. С. О достоинствах плавающей посадки поршневого пальца // Молодой ученый. — 2016. — №29. — С. 133-136. — URL https://moluch.ru/archive/133/37442/ (дата обращения: 01.01.2020).

Технологический процесс сборки является заключительным этапом изготовления изделия. От качества сборки зависит ресурс изделия в целом. Некачественная сборка даже деталей, изготовленных с соблюдением всех технических требований, неминуемо приведет к снижению ресурса узла. Примером некачественной сборки могут быть: перекос собираемых деталей, снижение величины натяга, повреждение сопрягаемых поверхностей, что в конечном итоге приводит к повышенному шуму и вибрациях при работе и снижению долговечности узла. В статье приводится обзор двух методов посадки поршневого пальце в бобышках поршня и втулке верхней головки шатуна:

1) Посадка, при которой палец запрессован в бобышки, свободно вращается во втулке.

2) Плавающая посадка, при которой палец свободно вращается как в бобышках, так и во втулке

Также будет сравнен ресурс данного соединения при сборке этими методами.

Описание конструкции узла, его служебного назначения, особенностей сборки, показателей точности деталей

В статье объектом рассмотрения является соединение поршневого пальца с поршнем и шатуном двигателя Иж Планета 5. Общий вид силового агрегата представлен на рисунке 1:

Рис. 1. Общий вид силового агрегата

Двигатель Иж Планета 5 имеет следующие технические характеристики:

– Тип двигателя двухтактный одноцилиндровый

– Диаметр цилиндра, мм 72

– Ход поршня, мм 85

– Степень сжатия 8,2–8,7

– Рабочий объем: 346 см 3

– Максимальная мощность двигателя, л.с. 22 при 4850 об/мин

Поршневой палец служит для соединения поршня с шатуном. Данное соединения представлено на рисунке 2:

Рис. 2. Соединение поршня с шатуном

Поршневой палец (1) устанавливается в бобышки поршня (2) и во втулку (4) верхней головки шатуна (3). Палец фиксируется в бобышках с помощью стопорных колец (5). Существует 3 способа сборки данного соединения:

1) Палец установлен с натягом в бобышках поршня, с зазором во втулке шатуна

2) Палец установлен с зазором в бобышках поршня, но с натягом во втулке шатуна

3) Плавающая посадка, при которой палец установлен с зазором как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна

В данном двигателе палец установлен с натягом в бобышках поршня, с зазором во втулке верхней головки шатуна.

Сборка пальца, который имеет посадку с натягом, имеет некоторые недостатки. Во-первых, для сборки будет необходим нагрев охватывающей детали, так как применение холодной запрессовки крайне нежелательно (возможно повреждение шатуна). Во-вторых, при посадке с натягом, у пальца неравномерно изнашивается рабочая поверхность, что приводит к снижению ресурса соединения.

Этих недостатков лишена плавающая посадка пальца, при которой палец устанавливается в бобышки поршня и во втулку шатуна от усилия руки, отпадает необходимость в использовании термического метода сборки. Также при такой посадке, палец имеет возможность проворачивания, при этом рабочая поверхность равномерность изнашивается.

Эксперимент

В эксперименте использованы два двигателя Иж Планета 5, приобретены 2 комплекта запасных частей производства ОАО Ижмаш- поршней первого ремонта, поршневых колец, поршневых пальцев, стопорных колец. Произведена:

1) Расточка цилиндра с тепловым зазором 0,05 мм

2) Замена втулок верхних головок шатуна, с последующими доработками развертыванием

3) Установка зазора в замке поршневых колец 0,3 мм

4) Доработка бобышек поршня из 2 комплекта развертываем для обеспечения посадки пальца с зазором

Произведено измерение микрометром, штангенциркулем размеров и проведен анализ показателей качества собираемых деталей, который представлен в таблице 1.

Анализ показателей качества деталей

Таким образом, размеры находятся в пределах поля допуска, что позволяет судить о качестве собираемых деталей.

Произведена сборка двух двигателей, произведена обкатка с соблюдением рекомендаций завода-изготовителя в течение 2000 км, посторонний стуков не выявлено.

Условия работы двигателей

Мотоциклы эксплуатируются в одинаковых условиях:

– Мотоциклы эксплуатируются преимущественно по дорогам с асфальтовым покрытием

– Крейсерская скорость мотоциклов на шоссе 80–90 км/ч, обороты двигателя при этом составляют 2800–3200 об/мин, городском цикле диапазон оборотов составляет 2000–2500 км/ч. Для двигателя Иж Планета 5 такой режим эксплуатации является наиболее оптимальным с точки зрения ресурса

– Расход топлива для обоих двигателей составил 4–4.5 литра на 100 км пробега, что показывает отличное общее техническое состояние двигателей

– Угол опережения выставлен 3,25 мм до ВМТ

– Смазка двигателей осуществляется смесью бензина АИ 92 с маслом Лукойл 2T в пропорции 1:25

– Техническое обслуживание каждые 5000 км пробега (замена масла в КПП, чистка и регулировка карбюратора, очистка наружных поверхностей двигателей от загрязнений)

Результаты эксперимента

Через 20000 км произведена разборка двигателей с последующей дефектовкой:

Двигатель № 1(посадка пальца с натягом в бобышках)

При эксплуатации обнаружен легкий металлический стук при работе холодного двигателя, при прогреве стук пропадал. Позволяет косвенно судить о начальном износе соединения палец-втулка. Произведено 4 измерения пальца и втулки. Результаты показаны в таблице 2.

Деталь

измерения

РЕМОНТ ШАТУННО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ (ШПГ) ДВИГАТЕЛЯ

Характеристика дефектов деталей ШПГ, способы их определения и устранения Поршни изготавливаются, как правило, из алюминиевых сплавов АЛ 4, АЛ 10В твердостью НВ 100—130. Их основными дефектами являются износ канавок под поршневые кольца, износ отверстий бобышек под поршневой палец, износ и задиры юбки поршня.

У поршня измеряют диаметры юбки, отверстия в бобышках и ширину канавок под поршневые кольца. Диаметры юбки поршня измеряют микрометром в плоскости качения шатуна и плоскости оси бобышек в двух сечениях.

Диаметры бобышек измеряют нутромером в вертикальной и горизонтальной плоскостях вблизи канавок для стопорных колец.

При износе канавок поршневых колец по ширине более 0,2 мм поршень выбраковывают. Износ отверстий в бобышках устраняется развертыванием отверстий под увеличенный палец. Поршневые пальцы изготавливаются из стали 20Х, 32ХНЗА с последующей цементацией или из сталей 40, 45 с последующей закалкой. Твердость поверхности НРС 56— 65. Основным дефектом пальцев является износ поверхностей сопряжения с втулкой верхней головки шатуна или бобышек поршня.

Диаметры поршневого пальца измеряют микрометром в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в местах сопряжения его с бобышками и втулкой верхней головки шатуна.

Восстановление поршневых пальцев осуществляется гальваническим наращиванием (хромирование, железнение), пластическим деформированием (раздачей) с последующей термической и механической обработками.

Шатуны изготавливаются из сталей 45Г2, 40Х, 40, 45 с последующей закалкой и высокотемпературным отпуском до твердости НВ 207—289.

Основными дефектами шатунов является изгиб и скручивание стержня, износ поверхности отверстия верхней и нижней головок, поверхностей разъема нижней головки,’ поверхностей под головку и гайку шатунного болта.

Проверку диаметров головок производят индикаторным нутромером. Изгиб и скручивание шатуна проверяют при помощи приспособления КИ-724, предварительно собрав шатун с крышкой нижней головки (без вкладышей и втулки верхней головки).

Для шатунов двигателей всех марок изгиб не должен превышать 0,04 мм, а скручивание 0,06 мм на длине 100 мм (расстояние между контрольными штифтами). Шатуны правят методом обратного деформирования на специальных приспособлениях или под прессом. Для снятия остаточных напряжений шатуны после правки стабилизируют. При этом их нагревают в электрической печи до 400—450 °С, выдерживают при этой температуре 0,5—1,0 ч и затем медленно охлаждают на воздухе.

Износ поверхности нижней головки шатуна устраняют шлифованием плоскости разъема крышки с последующей расточкой нижней головки. При этом с крышки снимают слой металла толщиной 0,20—0,30 мм.

Верхнюю и нижнюю головки шатуна растачивают на станке УРБ-ВП-М. Овальность и конусность не должны превышать 0,02 мм.

После восстановления отверстия верхней головки шатуна производят запрессовку втулки с последующим растачиванием.

При расточке восстанавливают расстояние между осями верхней и нижней головок шатуна смещением центра расточки втулки. После расточки внутренняя поверхность, втулки раскатывается.

Втулки верхней головки шатуна изготавливаются из бронзы различных марок. Основными дефектами втулок является износ внутренней поверхности и ослабление посадки в верхней головке шатуна. Восстановление осуществляется пластическим деформированием (осадкой, раздачей) или гальваническим наращиванием (меднением). Восстановленную или новую втулку запрессовывают в верхнюю головку шатуна.

Запрессованные втулки предварительно растачивают с припуском на раскатывание 0,025—0,050 мм. Ролики и втулки при раскатке обильно смазывают дизельным топливом. Овальность и конусность не должны превышать-0,005 мм.

Комплектование деталей ШПГ двигателя

Детали ШПГ изготавливают по высокому классу точности. Сопряжения их имеют узкие пределы допустимых зазоров, что требует малого поля допуска на изготовление, что экономически нецелесообразно, поэтому детали ШПГ изготавливают с более широкими допусками и разбивают на три группы. Соединением деталей одной и той же группы (селективная сборка) добиваются заданных значений зазоров.

Кроме этого, детали ШПГ работают в условиях высоких скоростей и значительных знакопеременных нагрузок, поэтому несбалансированность движущихся деталей приводит к ускоренному аварийному износу и возможному отказу. Чтобы обеспечить динамическую сбалансированность кривошипно-шатунного механизма, поршни и шатуны одного комплекта подбирают по массе. Разница в массе шатунов различных двигателей обычно допускается в пределах 8—15 г, а разница в массе поршней не должна превышать 10 г.

Обозначение размерной группы и веса деталей приводится непосредственно на деталях (табл. 4.39). Вместо полной массы на деталях некоторых марок двигателей нанесены 2—3 цифры, обозначающие соответственно сотни, десятки, единицы граммов.

Подбор поршневых колец осуществляют по канавкам поршня и зазору в стыке. В зависимости от марки двигателя зазоры бывают величиной 0,03—0,25 мм. Верхнее компрессионное кольцо ставят с большим зазором. Величину зазора проверяют щупом. Правильно подобранное кольцо-должно свободно перемещаться в канавках и утопать под действием собственного веса. Зазор в замке проверяется-постановкой кольца в гильзу и последующим измерением.

Содержание и порядок выполнения работы

Ознакомиться с заданием и оснащением рабочего места. Проверить шатун на изгиб и скрученность на приборе КИ-724 (рис. 1) и произвести его правку в следующей последовательности:

Рнс. 1. Приспособление для проверки шатуна на изгиб и скрученность.

а —проверка шатуна на изгиб, б — установка индикаторов, в — установка разжимной оправки, г — проверка шатуна на скрученность; 1 — оправка; 2 — разжимная оправка; 3 — призма; 4, 7 — индикаторы. .5 — плита; 6 — упор; 8,10 — конусы; 9 — разжимная втулка оправки; 11 — гайка

– установить шатун на пресс и выпрессовать изношенную втулку из отверстия верхней головки шатуна;

– вставить вместо нее оправку с разжимной втулкой 9. Затем, закручивая гайку 11, конусами 8 и 10 закрепить оправку в отверстии шатуна; установить призму 3 с индикаторами 4 и 7 на оправку 1 таким образом, чтобы упор 6 призмы уперся в плиту 5. Не сдвигая призму с места, провернуть шкалу индикатора 4 АО совпадения нулевого деления с большой стрелкой индикатора. Провернуть призму на 180° и аналогично настроить индикатор 7;

– закрепить шатун на оправке 1 таким образом, чтобы призма 3, установленная на оправку 2, уперлась упором 6 в плиту 5. Отклонение большой стрелки индикатора 4 от нулевого положения покажет величину изгиба шатуна. Провернуть призму 3 на 180° и также по индикатору 7 определить величину скрученности шатуна. Скрученность шатунов тракторных двигателей допускается в пределах 0,05— 0,08 мм, а изгиб — 0,03—0,05 мм на 100 мм длины межосевого расстояния нижнего и верхнего отверстий шатуна;

– при наличии изгиба и скрученности шатун необходимо выправить с помощью приспособлений;

– для снятия остаточных напряжений после правки шатун нагреть в печи до 400—450 °С и выдержать при этой температуре в течение 30—60 мин. Затем оставить медленно остывать на воздухе;

– повторить проверку на изгиб и скрученность.

Запрессовать втулку в верхнюю головку шатуна и расточить ее под поршневой палец в следующей последовательности:

– при наличии изгиба и скрученности шатун выправить с помощью приспособлений и повторить проверку на изгиб и скрученность;

– допускается изгиб и скрученность шатунов соответственно 0,03 и 0,05 мм на 100 мм длины межосевого расстояния нижнего и верхнего отверстий шатуна. Желательно перед правкой нагреть его стержень до 450—600 °С;

– установить шатун на пресс и запрессовать новую втулку в отверстие верхней головки шатуна;

закрепить в отверстии нижней головки шатуна оправку 4 (рис. 1). Установить оправку вместе с шатуном на призмах 5 каретки. Уложить шаблон между упорами на подвижной каретке в кронштейне 5. Маховичком 6 переместить каретку до зажима шаблона между упорами каретки и кронштейном, застопорить каретку винтом 7. Надеть на шпиндель 2 центрирующий конус и маховиком ручного перемещения шпинделя совместить ось втулки шатуна с осью шпинделя. Опорой / и прижимной стойкой 3 закрепить верхнюю головку шатуна так, чтобы не нарушать

Рис. 2. Крепление шатуна при расточке втулки верхней головки: 1 — опора; 2 —шпиндель; 3 — прижимная стойка; 4 — оправка; 5 — призмы каретки; 6 — маховичок передвижения кареток; 7 — винт стопорения каретки; в —кронштейн соосности осей. Вывести шпиндель и снять с него центрирующий конус;

произвести расчет и установить вылет резца. Он при растачивании втулки верхней головки шатуна на станке УРБ-ВП-М определяется по формуле:

Н = (d п + d ш + S – б )/2

Таблица 1. Зазоры в сопряжении втулка шатуна — поршневой палец в двигателях различных марок

– нагружен тепловыми нагрузками

– тепловые нагрузки за счет трения и от поршня.

– возвратно-поступательные движения вместе с поршнем и вращательные движения вокруг оси поршневого пальца.

1. Плавающий (используется наиболее часто):

«+» 1. возможность проворачивания в шатуне и поршне, низкая относительная скорость скольжения пальца.

2. небольшая сила трения

3. небольшие выделения тепла.

4. равномерный износ.

5. меньше опасность заедания

  1. Поршневой палец закреплен в поршне (встречается редко)

Закрепляется прессованием или фиксируется.

  1. Поршневой палец закреплен в головке шатуна (используют в тихоходных судах)

Для предохранения осевых перемещений плавающего поршневого пальца используют заглушки или замки.

Заглушки – изготавливаются из алюминия или Mg сплава и запрессовываются в отверстие в концах поршневого пальца.

Между крайними точками заглушек и стенками цилиндра Формируется зазор равный »0,5мм, который (встречается) остается стабильным на горячем двигателе.

  1. Легче проникновение масла в зазор между пальцем и бобышкой поршня.
  2. Выше радиальная жесткость.
  3. Лучше отвод тепла.
  1. Длина поршневого пальца с заглушками равна » диаметру цилиндра Þ утяжеляет конструкцию.

Форма поршневого пальца.

Смазка осуществляется под давлением. Зазор между поршневым пальцем и втулкой шатуна в рабочем состоянии меняется незначительно. Зазор между поршневым пальцем и поршнем в рабочем состоянии:

Зазор между поршневым кольцом и бобышкой поршня в холодном состоянии часто «-». На практике используют либо минимальный зазор, а в абсолютных величинах D = 0,01¸0,015мм, поршневой палец при этом от руки вставляется; либо используется нулевой или «-» натяг. При этом поршень нагревается до 50¸60º и в него вставляется палец с зазором D= 0,01¸0,015мм. Т.к. зазоры поршневого пальца с шатуном и бобышкой поршня различны, то при назначении допуска по системе отверстия поршневой палец должен быть ступенчатым. Для облегчения производства и повышения точности поршневой палец делается одного диаметра, а посадки назначают в системе вала.

Для изготовления поршневых пальцев используют следующие материалы:

Наиболее распространенные стали (Ст15, Ст20, …). Если в двигатели нагрузки высокие, то используют легированные стали (15ХМ, 38ХА, и т.д.).

Поверхность поршневых пальцев цементируется на глубину 0,5…1,5мм с последующей закалкой и отпуском, или азотируют (сложно, дорого, вредно).

Неисправности шатуна МТЗ 80

Например, Двигатели ММЗ

Несмотря на высокую прочность и долговечность шатун двигателя подвержен износу. Поэтому сегодня мы рассмотрим основные неисправности шатуна МТЗ 80, а также его ремонт. Итак, для проверки изгиба и скручивания детали используют прибор КИ-274.

Палец в шатуне должен легко проворачиваться рукой и выпадать под действием веса человека. Шатуны и пальцы устанавливают со своими крышками, соблюдая точное их положение до разборки. Расточку постели осуществляют только когда узел в сборе.

Гайки затягивают с усилием не более 240 Н. Менять крепеж и крышки местами запрещено. Поршни с шатунами двигателя собирают таким образом, чтобы выемка на дне первой детали не оказалась на стороне распредвала. При ремонте шатуна и последующей сборке в верхнюю головку запрессовывают втулку.

Дефекты шатуна МТЗ 80

Возможны следующие неисправности шатунного комплекта:

  1. Отложение смол и нагара;
  2. Износ канавок, отверстий под палец;
  3. Срыв резьбы шатунных болтов;
  4. Износ вкладыша, шейки, пальца, втулки;
  5. Смятие усиков фиксации вкладыша.

Если износилась поверхность под втулку, шатун двигателя растачивается с интервалом в 0,5 мм. Для исправления дефекта применяют алмазно-расточной станок. После ремонта шатуна проверяют правильность установки отверстия в вертикали по резцу.

Регулировки выполняют опорой. При износе головок шатуна МТЗ необходимо наращивание гальваническим железнением. Отклонение осей верхней головки по отношению к нижней должно составлять 0,05 мм на длину 100 мм.

Для определения параметра используют специальные приборы. Во время ремонта шатуна разрешается разогревать стержень пламенем газовой горелки для устранения недопустимых отклонений. Купить прочный и долговечный шатун для трактора легко на нашем сайте.

Гарантируем высокое качество, быструю доставку в Ростов.

  Наименование Артикул Ост. Цена
Шатун 245-1004100-Д 0 6 393,00
Шатун (ОАО ММЗ) 240-1004100-А 0 4 291,00
  Шатун (ф45мм) 262-1004100 0 18 265,00
Шатун ф38мм (ОАО ММЗ) 260-1004100-Д-01 3 6 647,00
Шатун ф38мм (ОАО ММЗ) 240-1004100 2 4 592,00
Шатун ф42 Евро-4, усеченный конус (ОАО ММЗ) 260-1004100-Е 4 6 770,00
Шатун ф42, Евро-3 (ОАО ММЗ) 245-1004100-Е 1 7 056,00
Шатун ф42мм (ОАО ММЗ) 260-1004100-Д 2 6 653,00

Еще статьи по теме:

Замена втулок распредвала МТЗ

Особенности установки сидений МТЗ 82

Водяной насос МТЗ и его ремонт

Как работает система питания МТЗ 80?

Оборудование МТЗ - обзор систем

Ремонт шатунов двигателя

 

Шатун является одной из важнейших деталей двигателя. Его главное назначение – это передача поступательного движения поршня двигателя на коленчатый вал. В самом начале эры двигателей шатуны использовались в паровых машинах. Сейчас без них немыслим ни один двигатель внутреннего сгорания (или других тепловые двигатели).

В качестве материала для производства шатунов используются высоколегированные хромоникелевые стали. При изготовлении шатунов особое внимание уделяют их правильной форме и балансировке, ведь, если двигатель работает при 6 000 об/мин, то каждый из шатунов двигателя совершает 6 000 движений вверх и 6 000 движений вниз за одну минуту. Для предотвращения износа шатунов верхнюю (поршневую) и нижнюю (составную - кривошипную) головки снабжают специальными втулками (вверху) и вкладышами (внизу) из другого сплава (который имеет специальное антифрикционное покрытие).

При ремонте двигателя, в том случае, если сам шатун не нуждается в ремонте, их просто меняют. Для лучшей балансировки и приработки деталей антифрикционные втулки меняют одним комплектом на всех шатунах двигателя. Основными дефектами самого шатуна являются: износ отверстия под втулку, износ торцовых поверхностей нижней головки, изгиб и скручивание стержня. Для ремонта верхней головки при износе отверстия под втулку выполняют растачивание этого отверстия под необходимый ремонтный размер. После чего внутрь вставляется сама втулка и производится подгонка втулки для плотного соприкосновения с головкой шатуна (раскатывание втулки внутри головки). При этом следует особое внимание уделять внутреннему диаметру втулки: он должен соответствовать необходимому диаметру под установку поршневого пальца. Допустимые отклонения при выполнении этой операции зависят от модели двигателя и не должны превышать 1-4 микрон. Нижняя головка шатуна является составной и стягивается посредством 2-х болтов, поэтому при установке вкладышей основной неисправностью может стать износ торцевых поверхностей.

Для ремонта используются специальные шлифовальные станки и оснастки с алмазным напылением. С их помощью производится выравнивание плоскостей торцевых пластин. В отдельных редких случаях производят обработку большого отверстия шатуна с последующим хонингованием (происходит формирование специального микрорельефа и на поверхности металла обеспечивается особая структура). Эти операции выполняются на токарном станке с применением специальных головок (хонов). В результате таких манипуляций поверхность приобретает высокую точность обработки (до 5 микрон), что позволяет хорошо удерживать масло.

При длительной работе с изношенными втулками и износе блока цилиндров (когда отверстие под поршень имеет овальную форму) сам шатун испытывает деформации: он начинает изгибаться и скручиваться или может изменяться расстояние между головками. Все геометрические размеры шатуна и его кривизну определяют с помощью измерительных приборов высокого класса точности. Определить величину скручивания и изгиба можно только разместив шатун в вертикальной плоскости. Деформации в виде изгибов (до 0, 06мм) и скручивания ( 0,1 мм на 100 мм длины) устраняются с помощью правки.

Для правки шатунов могут применяться самые разнообразные приспособления и оснастки, возможно также использование специального пресса для правки (например фирмы ROBBI). После исправления опять проверяют геометрию шатуна, а также расстояние между его головками (пл центру). Для выявления трещин применяются капиллярные или магнитные методы дефектоскопии. При наличии трещин, сильной деформации или износе (при котором невозможно восстановление геометрических размеров) шатун подлежит замене.

 


Читайте далее:

ПРАВИЛА БУКСИРОВКИ АВТОМОБИЛЯ НА ГИБКОЙ СЦЕПКЕ

ОПТИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ АВТОМОБИЛЬНЫХ АУДИОСИСТЕМ

СОВЕТЫ ПО ВЫБОРУ КАЧЕСТВЕННЫХ ШИН-ЛИПУЧЕК

HONDA INSIGHT

Тест-драйв 1969 Mustang Fastback: Иллюзия совершенства

Наши возможности (Работы по шатунам и поршням)

Чаще всего детали не ремонтируют, а просто при износе или повреждении меняют на новые изделия.

Технология ремонта шатуна достаточно сложна, она требует специального оборудования и квалифицированных специалистов, но, как показывает практика, очень часто ремонт является более экономически выгодным.

Если шатуны выйдут из строя, это может привести к большим проблемам, даже к разрушению мотора. На что стоит обратить внимание, и какие дефекты шатуна бывают:

  • Износ на поверхности нижней и верхней головки шатуна.
  • Износ внутренней поверхности втулки, установленной в верхней головке шатуна.
  • Скручивание и изгиб стержня детали.
  • Разрушение или износ резьбы в крепёжных отверстиях, на болтах крепления нижних крышек.
  • Трещины, обрыв шатуна.

Если же все-таки необходима замена, то детали подбирают по массе. Разница в массах, установленных на один двигатель шатунов устанавливает сам завод-изготовитель, но как правило для легковых автомобилей не должна быть больше 4 г.

При ремонте такой детали двигателя, как шатун, обычно заменяют и обрабатывают втулку верхней головки под поршневой палец номинального размера, делают правку шатунов, подгоняют их по весу и ремонтируют нижнюю головку шатуна. Если в него запрессовывают новую втулку, то отверстия под масляный канал в верхней головке шатуна и во втулке должно совпадать, чтобы подача масла к поршневому пальцу осуществлялась бесперебойно. Так же если нет возможности приобрести оригинальную втулку для ВГШ, мы можем ее изготовить.

Современное оборудование, а также многолетний опыт, невысокие цены и квалифицированные мастера ООО «МоторИнтех» смогут организовать ремонт деталей двигателя иномарки, ремонт деталей грузовых двигателей или мотоцикла, осуществить проверку и необходимый ремонт шатунов по доступной цене.

Блок цилиндров и шатунно-поршневая группа


1. Блок цилиндров. 2. Верхнее компрессионное кольцо. 3. Второе компрессионное кольцо. 4. Маслосъёмное кольцо. 5. Поршень. 6. Поршневой палец. 7. Стопорное кольцо. 8. Шатун. 9. Верхний шатунный вкладыш. 10. Нижний шатунный вкладыш. 11. Шпонка коленчатого вала. 12. Шатунная крышка. 13. Болт шатунной крышки. 14. Болт крышки коренного подшипника. 15. Рама лестничного типа. 16. Крышка коренного подшипника коленчатого вала. 17. Нижний вкладыш коренного подшипника. 18. Коленчатый вал. 19. Направляющая втулка. 20. Направляющий преобразователь (версии с вариатором). 21. Импульсный диск. 22. Задний сальник. 23. Ведущий фланец (версии с вариатором). 24. Усиливающий диск (версии с вариатором). 25. Верхний вкладыш коренного подшипника. 26. Упорный подшипник. 27. Датчик температуры масла. 28. Датчик давления масла. 29. Датчик детонации. 30. Маховик (версии с механической коробкой передач).

Разборка и сборка

Разборка

1. Снять нижнюю и верхнюю часть масляного поддона.

2.  Снять корпус термостата.

3.  Снять датчик детонации.

Не ронять и не допускать ударов по датчику детонации.

4. Извлечь поршни с шатунами в сборе.

• Поместить соответствующую шатунную шейку коленчатого вала в соответствующее положение, чтобы извлекаемый шатун с поршнем установились в положение нижней мертвой точки.

• Снять шатунную крышку.

• Деревянной рукояткой молотка или подобным инструментом вытолкнуть поршень с шатуном в сборе в сторону головки блока цилиндров.

• Соблюдать осторожность, чтобы не повредить поверхности стыка шатуна и шатунной крышки.

• Соблюдать осторожность, чтобы не повредить зеркало цилиндре и шейку коленчатого вала нижним краем шатуна.

5.  Извлечь шатунные вкладыши.

Примечание
Расположить снятые шатунные вкладыши в порядке, соответствующем номерам цилиндров, для правильной установки при сборке.

6.  Снять поршневые кольца с поршня, используя специальный инструмент (А).

• При снятии поршневых колец соблюдать осторожность, чтобы не повредить поршень.

• Соблюдать осторожность, чтобы не повредить поршневые кольца вследствие их чрезмерного разжатия.

7. Разъединить поршень и шатун:

• При помощи специального инструмента (А) извлечь стопорные кольца поршневого пальца.

• Нагреть поршень до температуры 60-70° используя промышленный фен (А) или каким-либо иным способом.

• Выдавить поршневой палец стержнем диаметром около 18 мм.

8. Используя насадку TORX, отвернуть болты крепления крышек коренных подшипников в порядке обратном, приведенному на рисунке.

9. Снять крышки коренных подшипников коленчатого вала.

Соблюдать осторожность, чтобы не повредить контактные поверхности.

10. Извлечь коленчатый вал.

Соблюдать осторожность, чтобы не повредить или не деформировать импульсный диск (1), установленный в задней части коленчатого вала (А).

• Для того, чтобы положить коленчатый ал на плоскую поверхность необходимо использовать деревянный блок, чтобы не допустить контакта импульсного диска с поверхностью.

• Не снимать импульсный диск без особой необходимости.

11. Снять сальник с задней части коленчатого вала.

12. Извлечь вкладыши коренных подшипников и упорные полукольца из блока цилиндров и крышек коренных подшипников.

Сборка

1. Сжатым воздухом продуть каналы систем охлаждения и смазки в блоке цилиндров, картер и отверстия цилиндров для удаления посторонних материалов.

Использовать защитные очки для защиты глаз.

2. Установить все заглушки в блок цилиндров, как показано на рисунке.

1. Заглушка задней части блока. 2. Шайба. 3. Заглушка передней части блока цилиндров. 4. Заглушка сливного отверстия.

• Нанести герметик на резьбу заглушки (4) сливного отверстия. Использовать оригинальный герметик или эквивалентный.

• Нанести герметик на резьбу заглушки (1). Использовать герметик для фиксации резьбы или эквивалентный.

• На наносить герметик на заглушку (3).

• Затянуть заглушки установленными моментами затяжки, приведенными в таблице ниже.

Заглушка

Шайба

Момент затяжки

1

Есть

54.0 Н м

3

Нет

19.6 Н-м

4

Нет

9. 8 Н-м

3. Установить вкладыши коренных подшипников и упорные полукольца;

• Удалить пыль, загрязнения и моторное масло с поверхности гнезд в блоке цилиндров и крышек коренных подшипников.

• Установить упорные полукольца с обеих сторон гнезда коренного подшипника №3 (В) в блоке цилиндров.

Установить упорные полукольца так, чтобы масляные канавки (А) были направлены наружу.

• Установить вкладыши коренных подшипников, обращая особое внимание на направление их установки.

1. Верхний вкладыш коренного подшипника. 2. Блок цилиндров. 3. Нижний вкладыш коренного подшипника. 4. Крышка коренного подшипника.


4. Если был снят, установить импульсный диск на коленчатый вал:

• Установить импульсный диск фланцем в сторону передней части двигателя на заднюю часть коленчатого вала

• Нанести свежее моторное масло на резьбу и посадочные поверхности болтов крепления.

• Установить импульсный диск (1) на коленчатый вал (2), ориентируясь по отверстию (А) для установочного штифта, после чего затянуть болты крепления в указанной на рисунке последовательности при помощи насадки TORX.

• Затянуть болты крепления в указанной на рисунке последовательности.

• Извлечь установочный штифт.

Убедиться в том, что установочный штифт извлечен.

5. Установить коленчатый вал в блок цилиндров.

6. Установить крышки коренных подшипников:

• Установить крышки коренных подшипников, ориентируясь по штампу (А) номера и метке передней части (В).

• Затянуть болты крышек коренных подшипников в указанной на рисунке последовательности в несколько этапов:

1) Нанести свежее моторное масло на резьбу и посадочные поверхности болтов крепления.

2) Затянуть болты крышек коренных подшипников моментом 34.3 Н-м.

3) Дотянуть болты крышек коренных подшипников на 60° по часовой стрелке (дотяжка на угол) в указанной на рисунке последовательности.

Дотяжку на угол производить с использованием углового воротка (KV10112100) (А). Не дотягивать болты " на глаз" .

• Проверить осевой зазор коленчатого вала.

1. Соединить поршни с шатунами:

• Используя специальный инструмент, установить новое стопорное кольцо в канавку в задней части поршня.

• Установить поршень на шатун.

• Используя промышленный фен, нагреть поршень приблизительно до 60~70°С так, чтобы поршневой палец мог легко вставляться от усилия руки. Вставить поршневой палец в поршень с шатуном через переднее отверстие в поршне.

• Убедиться в том, что передняя метка (А) на днище поршня и масляное отверстие (В), а также номер цилиндра (D) на шатуне находятся в показанном на рисунке положении.

А. Передняя метка. В. Масляное отверстие. С. Тип двигателя. D. Номер цилиндра. Е. размерная группа диаметра нижней головки шатуна. F. Передняя метка шатунной крышки

• Установить новое стопорное кольцо в канавку с передней стороны поршня.

• После установки убедиться в том, что шатун свободно перемещается.

8. Используя приспособление для снятия поршневых колец, установить поршневые кольца.

•  Соблюдать осторожность, чтобы не повредить поршень.

• Соблюдать осторожность, чтобы не повредить поршневые кольца вследствие их чрезмерного разжатия.

А. Замок верхнего или нижнего маслосъёмного диска. В. Передняя метка. С. Замок второго компрессионного и разжимного маслосъёмного колец. D. Замок верхнего компрессионного кольца. Е. Штамп.

ВНИМАНИЕ
Не совмещать зазор в замке маслосъемных дисков маслосъемного кольца с масляной канавкой поршня.

9. Установить верхний (2) и нижний (3) шатунные вкладыши в шатун (1) и шатунную крышку (4).

А. Масляное отверстие. В. Конус масляного отверстия в шатуне. с. Масляный канал в шатуне. D. Вид со стороны стрелки, Е. Правильно, f. Неправильно, g: 2.55-2.95 мм.

• Установить шатунные вкладыши, как показано на рисунке.

• Убедиться в том, что масляное отверстие (А) полностью находится в конусе (D) масляного отверстия шатуна.

• При установке шатунных вкладышей нанести свежее моторное масло на внутренние поверхности. Не наносить моторное масло на тыльные поверхности вкладышей, а тщательно очистить их

• Устанавливать шатунные вкладыши необходимо по центру шатуна и шатунной крышки, как показано на рисунке. Для сервисных операций центральное положение может быть определено визуально.

10. Установить поршень с шатуном в сборе на коленчатый вал.

• Установить соответствующую шатунную шейку коленчатого вала в положение нижней мертвой точки.

• Нанести достаточное количество свежего моторного масла на зеркало цилиндра, поршень и шатунную шейку коленчатого вала.

• Установить соответствие поршня с шатуном тому или иному цилиндру по метке номера (D) на шатуне.

А. Передняя метка, В. Масляное отверстие. С. Тип двигателя. D. Номер цилиндра. Е. Размерная группа диаметра нижней головки шатуна. F. Передняя метке шатунной крышки.

• Расположить поршень с шатуном так, чтобы передняя метка (А) на днище поршня была направлена в сторону передней части двигателя.

• Используя приспособление для сжатия поршневых колец (А) (ЕМ03470000 (J-8037)) или подходящий инструмент, вставить поршень с шатуном в отверстие цилиндра.

Соблюдать осторожность, чтобы не повредить зеркало цилиндров и шейку коленчатого вала нижней частью шатуна.

11. Установить соответствующую шатунную крышку, ориентируясь по метке номера цилиндра. 12. Затянуть шатунные болты:

Убедиться в отсутствии высту паний не упорной поверхности стыка (А) между шатуном (1) и шатунной крышкой (2), а также в правильности установки шатунных вкладышей. После этого затянуть шатунные болты.

Если шатунные болты используются повторно, измерить их диаметр (см. «Проверка после разборки»).

• Нанести свежее моторное масло на резьбу и посадочные поверхности шатунных болтов.

• Затянуть болты моментом 27.4 Н-м.

• Полностью отвернуть болты.

• Снова затянуть шатунные болты моментом 19.6 Н-м.

• Дотянуть болты на 60" по часовой стрелке (дотяжка на угол).

Использовать для дотяжки на угол специальный угловой вороток (KV10112100). Не дотягивать болты «на глаз».

• Проверить боковой зазор ша туна.

13. Установить верхнюю и нижнюю ча сти масляного поддона.

14. Установить задний сальник.

15. Установить ведущий диск (1) (модификации с вариатором) или маховик (модификации с механической коробкой передач).

Ведущий диск:

• Установить ведущий диск (1), усиливающий диск (2) и направляющую втулку (3), как показано на рисунке.

A. Задняя часть коленчатого вала. B. Закругление. С. Фаска.

• Используя оправку диаметром 33 мм, до упора запрессовать направляющую втулку в торец коленчатого вала.

Маховик:

Модели с механической коробкой передач не имеют направляющей втулки и усиливающего диска.

16. Установить датчик детонации.

А. Левая сторона блока цилиндров.

17. Дальнейшая сборка производится в порядке, обратном разборке.

Проверка

Проверка осевого зазора коленчатого вала

Используя индикатор часового типа (А), измерить зазор осевой зазор коленчатого вала, отверткой перемещая коленчатый вал до упора вперед и назад.

Если полученное значение превышает предельно допустимое, заменить упорные полукольца и произвести измерения заново. Если осевой зазор по-прежнему превышает предельно допустимое значение, заменить коленчатый вал новым.

Проверка бокового зазора шатуна

Измерить боковой зазор между шатуном и щекой коленчатого вала, используя набор плоских щупов (А)

Если полученное значение превышает предельно допустимое, заменить шатун и произвести измерения заново Если величина бокового зазора попрежнему превышает предельно допустимое значение, заменить коленчатый вал.

ЗАЗОР МЕЖДУ ПОРШНЕМ И ПОРШНЕВЫМ ПАЛЬЦЕМ

Диаметр отверстия под поршневой палец

Используя микрометр (А), измерить внутренний диаметр отверстия под поршневой палец.

Наружный диаметр поршневого пальца

Микрометром (А) измерить наружный диаметр поршневого пальца.

Зазор между поршнем и поршневым пальцем

(Зазор между поршнем и поршневым пальцем) = (Диаметр отверстия в поршне) - (Диаметр поршневого пальца)

Если полученное значение зазора не соответствует норме, заменить поршень и поршневой палец в комплекте.

• По размерным группам различаются только поршневые пальцы (отверстия в поршне), селективно подбираемые на заводе-изготовителе. Размерных групп поршневых пальцев, поставляемых в качестве запасных частей, не существует (поставляется только "нулевая" размерная группа).

Боковой зазор поршневых колец

Измерить боковой зазор между поршневыми кольцами и канавками в поршне, используя набор плоских щупов (А).

• Если полученное значение превышает предельно допустимое, заменить поршневое кольцо и произвести измерения повторно. Если зазор попрежнему превышает предельно допустимое значение, расточить цилиндр и использовать поршень и поршневые кольца ремонтного размера.

Зазоры в замках поршневых колец

Измерить зазоры в замках поршневых колец:

• Убедиться в том, что внутренний диаметр цилиндра соответствует норме.

• Смазать поршень (1) и поршневое кольцо (2) свежим моторным маслом, после чего вставить кольцо (А) при помощи поршня до середины цилиндра и измерить зазор в замке поршневого кольца при помощи набора плоских щупов.

Если полученное значение не соответствует норме, заменить поршневое кольцо новым. Если зазор по прежнему слишком велик, необходимо расточить цилиндры двигателей до ремонтных размеров и использовать поршни и поршневые кольца ремонтных размеров.

При замене поршня необходимо проверить зеркало цилиндра на наличие царапин и задиров В случае их обнаружения необходимо хонинговать зеркало цилиндров или заменить блок цилиндров новым.

Изгиб и кручение шатуна

Проверить геометрические параметры шатуна, используя специально предназначенный стенд.

А. Изгиб. В. Кручение. С. Набор плоских щупов.

Если полученные параметры превышают предельно допустимые значения, заменить шатун новым.

Диаметр нижней головки шатуна

Установить шатунную крышку (1) без шатунного вкладыша и затянуть шатунные болты установленным моментом затяжки.

1. Шатунная крышка. 2. Шатун. А. Пример. В. Направление измерения внутреннего диаметра нижней головки шатуна.

Измерить внутренний диаметр нижней головки шатуна, используя нутромер.

Если полученное значение превышает предельно допустимое, заменить шатун в сборе.

ЗАЗОР В ВЕРХНЕЙ ГОЛОВКЕ ШАТУНА

Внутренний диаметр втулки шатуна

Используя микрометр с нутромером (А), измерить внутренний диаметр втулки шатуна.

Наружный диаметр поршневого пальца

Микрометром (А) измерить наружный диаметр поршневого пальца

Зазор в верхней головке шатуна

(Зазор в верхней головке шатуна) = (Внутренний диаметр втулки верхней головки шатуна) - (Наружный диаметр поршневого пальца)

Если полученное значение зазора не соответствует норме, заменить шатун в сборе и/или поршень и поршневой палец в сборе.

• При замене шатуна руководствоваться информацией по подбору шатунных вкладышей (см. ниже).

Неплоскостность верхней поверхности блока цилиндров

С помощью скребка удалить с верхней поверхности блока цилиндров остатки прокладки, а также очистить поверхности от масла, нагара и других загрязнений.

Соблюдать осторожность, не допускать попадания остатков прокладки в масляные каналы и каналы для охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.

При помощи поверочной линейки (А) и набора плоских щупов (В) измерить неплоскостность поверхности блока цилиндров в нескольких точках в шести направлениях.

Если измеренное значение не соответствует норме, заменить головку блока цилиндров новой.

Внутренний диаметр постели коренных подшипников

Установить крышки коренных подшипников без вкладышей и затянуть болты крепления установленным моментом затяжки

Измерить внутренний диаметр по стели коренных подшипников нутромером.

Измерение производить в указанной на рисунке плоскости (5 мм от пе редней кромки постели коренного подшипника) в двух направлениях. Для анализа выбрать наименьшее из двух полученных значений диаметра.

1. Блок цилиндров, 2. Крышка коренного подшипника.

Если полученное значение не соответствует норме, заменить блок цилиндров с крышками коренных подшипников в сборе.

ЗАЗОР МЕЖДУ ПОРШНЕМ И ЦИЛИНДРОМ

Внутренний диаметр отверстия цилиндра

Используя нутромер измерить диаметры отверстия цилиндра в различных плоскостях и направлениях для определения величины износа, овальности и конусности цилиндра (направления «А» и «В» в плоскостях «С», «D» и «Е»; «Y»)

f. 10 мм. g. 60 мм. h. 130 мм.

Если полученные значения превышают предельно допустимые, или при наличии на зеркале цилиндра царапин и/или задиров, заманить блок цилиндров новым.

Диаметр юбки поршня

Микрометром (А) измерить наружный диаметр юбки поршня.

Зазор между поршнем и цилиндром

Используя измеренные значения диаметра цилиндра и юбки поршня, вычислить значение зазора (направление "В", плоскости "D").

(Зазор) = (Диаметр цилиндра) (Диаметр юбки поршня)

Если полученное значение превышает предельно допустимое, заменить поршень с поршневым пальцем в сборе и/или блок цилиндров

Диаметр опорной шейки коленчатого вала

Измерить наружный диаметр опорной шейки коленчатого вала микрометром (А).

Если полученное значение не соответствует норме, измерить зазор в коренном подшипнике и использовать вкладыши коренных подшипников ремонтного размера.

Диаметр шатунной шейки коленчатого вала

Микрометром измерить наружный диаметр шейки коленчатого вала.

Если полученное значение не соответствует норме, измерить зазор в шатунном подшипнике и использовать шатунные вкладыши ремонтного размера.

Овальность и конусность шеек коленчатого вала

Микрометром измерить диаметр каждой коренной и шатунной шейки в четырех точках шейки коленчатого вала, как показано на рисунке.

Овальность определяется как разница диаметров между направлениями «X» и «V» в плоскостях «А» и «В».

Конусность определяется как разница диаметров между плоскостями «А» и «В» в направлениях «X» и «У».

Если полученные значения превышают предельно допустимые перешлифовать или заменить коленчатый вал.

После перешлифовки измерить зазоры в коренных и шатунных подшипниках, а затем подобрать вкладыши коренных и/или шатунных подшипников.

Биение коленчатого вала

Установить призмы на разметочную плиту и положить на призмы коленчатый вал.

Установить индикатор часового типа на средней коренной шейке (№ 3).

Вращая коленчатый вал, измерить биение коленчатого вала по средней коренной шейке (полная амплитуда перемещения стрелки).

Если полученное значение превышает предельно допустимое, заменить коленчатый вал новым.

ЗАЗОР В ШАТУННЫХ ВКЛАДЫШАХ

Расчетное определение зазора

Установить шатунные вкладыши (2) в шатун (3) и крышку шатуна (1), после чего затянуть шатунные болты установленным моментом затяжки.

1. Шатунная крышка, 2. Шатун. А. Пример В. Направление измерения внутреннего диаметра нижней головки шатуна

Используя микрометр с нутромером измерить внутренний диаметр отверстия в нижней головке ша туна.

(Зазор) = (Диаметр отверстия нижней головки шатуна) - (Диаметр шатунной шейки)

Если величина зазора превышает предельно допустимое значение, подобрать подходящие шатунные вкладыши, исходя из диаметра отверстия нижней головки шатуна, диаметра шатунной шейки и необходимого масляного зазора.

Измерение зазора при помощи калиброванной проволоки

Тщательно протереть шатунную шейку коленчатого вала и шатунные вкладыши.

Отмерить и отрезать калиброванную пластиковую проволоку Plastigage по длине чуть меньше ширины вкладыша и установить вдоль шейки, но не на масляное отверстие.

Установить шатунные вкладыши в шатун и в шатунную крышку, затянуть гайки установленным моментом.

Не проворачиаать коленчатый вал.

Снять крышку шатуна с вкладышем и измерить ширину проволоки в наиболее расплющенной части, а затем по шкале калибра определить величину радиального масляного зазора.

ЗАЗОР В КОРЕННЫХ ПОДШИПНИКАХ

Расчетное определение зазора

Установить вкладыши коренных подшипников (3) в блок цилиндров (1) и крышку коренного подшипника (2), после чего затянуть болты крепления крышек установленным моментом затяжки.

А. Пример. В. Направление измерения внутреннего диаметра

Измерить внутренний диаметр коренного подшипника нутромером.

(Зазор в коренном подшипнике) = (Внутренний диаметр главного подшипника) - (Диаметр коренной шейки коленчатого вала)

Если полученное значение превышает предельно допустимое, подобрать подходящий диаметр вкладышей коренных подшипников и коренных шеек коленчатого вала для обеспечения необходимого зазора в коренных подшипниках.

Измерение зазора при помощи калиброванной проволоки

Тщательно протереть коренную шейку коленчатого вала и вкладыши коренного подшипника.

Отмерить и отрезать калиброванную пластиковую проволоку Plastigage по длине чуть меньше ширины вкладыша и установить вдоль шейки, но не на масляное отверстие.

Установить вкладыши коренных подшипников в блок цилиндров и крышку коренного подшипника, затянуть болты крепления установленным моментом.

ВНИМАНИЕ
Не проворачивать коленчатый вал.

Снять крышку коренного подшипника с вкладышем и измерить ширину проволоки в наиболее расплющенной части, а затем по шкале калибра определить величину радиального масляного зазора.

Высота выступания вкладыша коренного подшипника

После снятия коренной крышки с вкладышем (1), болты которой были затянуты установленным моментом торец вкладыша должен выступать (В) над разъёмом постели.

А. Пример. В. Выступание торца вкладыша

В случае отсутствия выступания заменить вкладыши.

Высота выступания шатунного вкладыша

После снятия шатунной крышки с вкладышем (1) (шатунные болты были затянуты установленным моментом) торец вкладыша должен выступать (В) над разъёмом постели.

1. Пример. В. Выступание торца вкладыша.

В случае отсутствия выступания заменить вкладыши.

Наружный диаметр болтов крышек коренных подшипников

Измерить наружный диаметр ("d1", "d2") в двух точках, как показано на рисунке.

А: точка измерения "d1". В: точка измерения "d2".

Если утончение болта происходит не в указанной на рисунке точке "d2" а в другой, то эту точку необходимо рассматривать. как "d2".

Если разница между двумя диаметрами превышает предельно допустимое значение, заменить болт крепления крышки коренного подшипника новым.

Наружный диаметр шатунных болтов

Измерить наружный диаметр «d» в указанной на рисунке точке.

Если утончение болта происходит не в указанной на рисунке точке "d". а в другой, то эту точку необходимо рассматривать как "d"

Если полученное значение диаметра шатунного болта превышает предельно допустимое значение (болт слишком утончен), заменить шатунный болт новым.

Засорение или повреждение масляного фильтра системы управления фазами открытия впускных клапанов

Убедиться в отсутствии посторонних материалов на масляном фильтре и проверить его на предмет засорения. При необходимости очистить фильтр.

Проверить масляный фильтр на наличие повреждений. При необходимости заменить.

Деформация маховика (модификации с механической коробкой передач)

При помощи индикатора часового типа (А) измерить величину деформации контактной поверхности маховика (вращать маховик).

Предельно допустимая деформация контактной поверхности маховика: не более 0.45 мм.

Если измеренное значение не соответствует норме, заменить маховик.

При обнаружении на поверхности следов подгорания или обесцвечивания устранить их наждачной бумагой.

При проведении измерения не допускать непосредственной близости магнита (на стойке индикатора часового типа) с импульсным диском на задней части коленчатого вала.

Люфт маховика (версии с механической коробкой передач)

Не разбирать маховик со спаренными массами.

Люфт маховика в осевом направлении (вперед и назад)

Измерить величину осевого люфта (вперед и назад) при приложении усилия 100 Н (10,2 кг) в области радиуса 125 мм от центра маховика.

Если полученное значение не соответствует норме, заменить маховик новым

Люфт по окружности (скручивание)

Проверить величину люфта по окружности:

1. Вставить болт крепления нажимного диска сцепления (1) в монтажное отверстие И поместить динамометрический ключ (А) вдоль средней линии маховика (2).

2. Нанести установочные метки по окружности двух масс маховика без приложения нагрузки.

3.  Прилагая усилие 9.8 Н-м в каждом направлении и отметить величину относительного смещения масс со стороны коробки передач.

4. Измерить величину относительного смещения «А» и «В» по окружности маховика со стороны коробки передач.

Если измеренное значение не соответствует норме, заменить маховик новым.

Деформация ведущего диска (модификации с вариатором)

Проверить ведущий диск и импульсный диск на предмет деформации или повреждений.

Не разбирать ведущий диск, Не помещать ведущий диск импульсным диском вниз.

При обращении с ведущим дисков соблюдать осторожность, чтобы не повредить и не поцарапать его.

Не допускать воздействия на импульсный диск электромагнитного излучения или намагниченных предметов.

В случае обнаружения дефектов заменить ведущий диск новым.


Согнули стержень - Узнаем как его заменить

Как вы, возможно, знаете, здесь, в High Performance Academy, мы знакомы с двигателем Subaru FA20, и мы устанавливали его на наш проектный автомобиль Toyota 86 с того дня, как мы стали владельцем, когда он был совершенно новым. Как и все хорошее, жизнь нашего FA20 недавно подошла к концу. Вы можете представить себе ужасно впечатляющую смерть на гоночной трассе с дырами в блоке и огнем, но это было не так. Пока мы готовились провести для вас один из наших веб-семинаров, все прошло относительно тонко.В итоге мы просто согнули одну из шатунов. Что это значит для тебя? Что ж, теперь вы можете прочитать о нашей перестройке.

В этой статье: Разбивка и диагностика | Восстановление | Заключение

Поломка и диагностика

Наш FA20 прожил нелегкую жизнь, далеко не так. За последние 5 лет он работал примерно в два раза больше заводской мощности с помощью турбонагнетателя и топлива E85. Кроме того, его либо забивают на динамометрическом стенде, либо его мчат по трассе, а между ними очень мало дороги.Учитывая все обстоятельства, возможно, это чудо, что он так хорошо держится!

Изогнутый стержень не всегда будет концом света, и если проблема будет обнаружена на ранней стадии, она не нанесет слишком большого ущерба. В FA20 это становится очевидным довольно быстро, поскольку двигатель начинает издавать стук, немного похожий на звук подшипника качения.

Изогнутый стержень не всегда будет концом света, и если проблема будет обнаружена на ранней стадии, она не нанесет слишком большого ущерба.В FA20 это становится очевидным довольно быстро, поскольку двигатель начинает издавать стук, немного похожий на звук подшипника качения. В конце концов, вы увидите, как мы строим поющий, танцующий двигатель FA20 с закрытой палубой, коваными поршнями и шатунами на вторичном рынке, однако жизнь слишком коротка, и нам нужно было быстро вернуть машину в рабочее состояние. Тем временем мы решили собрать оригинальный двигатель с изогнутой штангой, чтобы пройти.

Хотя этот двигатель работает на высоком уровне 12.Степень сжатия 5: 1 и турбонаддув, поршни не показали никаких слабых мест или проблем на том уровне мощности, на котором мы работаем. Поскольку мы просто ищем временное решение, пока не построим наш гоночный двигатель FA20, поршни останутся как есть. Нас подвели только шатуны, и именно на этом мы сосредоточим наши усилия.

План состоит в том, чтобы разобрать двигатель, оставить короткий блок в собранном виде, но удалить поршни и шатуны. FA20 дает нам руку помощи в том, что мы можем сделать это без необходимости разбирать картер, как, например, вам нужно было бы сделать с EJ20.Затем будет установлен комплект кованых шатунов Brian Crower с двутавровой балкой. Они будут более чем способны справиться с той мощностью, на которой мы будем управлять автомобилем, и обеспечат душевное спокойствие, зная, что они будут безопасными и надежными.

BC Соединительные стержни Брайана Крауэра

В FA20 относительно просто заменить заводские штанги на кованые штанги двутавровой балки Брайана Кроуэра. Это связано с тем, что, хотя в большинстве двигателей используется прессовая посадка между пальцем запястья и малым концом шатуна (позволяя пальцу свободно перемещаться в выступе пальца запястья), заводской палец на запястье FA20 представляет собой полный плавающий дизайн.

Наряду с этим будет установлен новый комплект шатунных подшипников шатуна, прокладки головки HKS, немного более жесткие пружины клапана и набор шпилек головки ARP. Это все для будущего автомобиля, на случай, если мы захотим позже поднять давление наддува, чтобы увидеть, с чем действительно могут справиться поршни!

Шпильки FA20 ARP, стержни BC и подшипники двигателя King.

В то время как двигатель все еще был полностью длинным мотором, было сделано несколько предположений относительно того, что может быть найдено внутри.Поскольку мы поймали это рано, мы ожидали, что повреждение будет исключительно из-за одного изогнутого шатуна. Чтобы убедиться в этом, мы начали разборку.

Обрезанный FA20

После разборки двигателя стало очевидно, что наше предположение было правильным - шток номер три был довольно сильно изогнут. Поскольку изогнутый шатун оказывается немного короче, чем должен быть, это позволяет нижней части юбки поршня контактировать с нижней частью отверстия в нижней мертвой точке, что приводит к появлению слышимого шума во время работы двигателя.

Конечно, если бы мы продолжали эксплуатировать двигатель при высокой нагрузке и высоких оборотах, мы, скорее всего, закончили бы тем, что шток сломался и пробил отверстие в блоке. Когда вы слышите что-то не совсем правильное, всегда лучше остановиться и исследовать, чем скрестить пальцы и надеяться.

Перед тем, как продолжить процесс, мы также тщательно осмотрели поршень и убедились, что нет никаких повреждений блока или нижней части юбки поршня.Поскольку двигатель был выключен, как только мы узнали, что что-то не так, нам здесь повезло, и мы довольно легко сошли с пути.

The Rebuild

Чтобы начать реконструкцию и установить новые штоки Brian Crower в заводские поршни, нам нужно было решить небольшую проблему. Это то, что маленький конец заводских шатунов сужается к верхней части поршня, что соответствует конусу в бобышках поршневого пальца. Как вы, возможно, догадались, шатуны Brian Crower не подходят в их текущее состояние.Как вы можете видеть на следующем изображении, решение заключалось в том, чтобы наш машинист сузил верхнюю часть шатунов Brian Crower, чтобы они соответствовали заводским.

Стержни перед обработкой.

При такой модификации шатунов необходимо учитывать влияние на зазор между малым концом шатуна и штифтом на запястье. В нашем случае малую концевую втулку нужно было отточить, чтобы вернуть требуемый зазор. Как оказалось, Брайан Кроуэр сейчас действительно поставляет эти модифицированные стержни в качестве готового компонента, что сэкономит время и деньги, если вы планируете такое же обновление.

Стержни после механической обработки.

Следующая часть сборки - проверка зазоров подшипников. Поскольку мы устанавливаем только новые шатуны и не вынимали коленчатый вал из двигателя, наши коренные подшипники остались нетронутыми. Однако, как это часто бывает, зазор подшипника шатуна оказался не там, где должен быть. У нас было примерно 1,1 тысячных дюйма, и мы искали 1,7 - 1,8.

Двойная проверка зазоров.

Вам может быть интересно, какие варианты доступны в этом случае, и ваш выбор будет зависеть от конкретного движка, который вы создаете.Во многих современных двигателях масляные зазоры, по сути, имеют заводскую синюю печать с использованием градуированных вкладышей подшипников на каждой шейке. Это дает вам некоторую гибкость при смешивании и подгонке гильз разной толщины, чтобы получить нужное место для зазора. К сожалению, это не вариант для FA20, так как в Subaru нет ступенчатых вкладышей подшипников.

Вариант номер два заключается в выборе вкладыша подшипника меньшего размера и затем шлифовке шейки нашим станочником для достижения заданного зазора.Это потребует от нас обнажить блок цилиндров и затем отправить коленчатый вал на механическую обработку, чего мы, по возможности, предпочли бы избегать.

При дополнительном осмотре мы обнаружили, что у штанг Brian Crower туннель большой головки отточен до наименьшего размера из заводского диапазона допусков. Благодаря этому мы смогли немного отточить головку болта, чтобы получить зазор подшипника там, где мы хотели. Само собой разумеется, что размер готового отверстия должен оставаться в пределах заводских допусков, чтобы гарантировать достаточное раздавливание вкладышей подшипников.

Разобрав зазор в подшипнике, мы готовы к сборке двигателя. На этом этапе было бы неплохо найти копию руководства по ремонту, которое поможет вам разобраться в некоторых из наиболее сложных процессов, таких как установка крутящего момента для любых заводских крепежей. Как и во многих других случаях, Google здесь ваш друг. Единственный случай, когда вы можете застрять, - это если у вас двигатель, который не так популярен для модификации, или, возможно, новый двигатель, для которого не так просто получить доступ к руководству по ремонту.

Все прошито и готово к работе.

А теперь самое интересное - начало работы. Поскольку мы не производили замену поршневых колец и не хонинговали блок цилиндров, поломка не требуется. Однако нам все равно нужно будет крутить двигатель и набирать давление масла, прежде чем позволить двигателю впервые запуститься. Мы также будем прогревать двигатель до полной рабочей температуры с моторным маслом на минеральной основе, а затем слить его. Это просто для того, чтобы смыть любую сборочную смазку, которая использовалась в процессе сборки.Затем мы заливаем его полностью синтетическим маслом Motul 300V, и мы готовы к демонстрации!

Заключение

Итак, вот он, обзор процесса, который мы прошли, чтобы снова запустить и запустить наш FA20, в ожидании сборки нашего нового FA20 со всеми наворотами. Вы можете надеяться увидеть это в будущих материалах.

Rod School: как правильно выбрать шатуны

(Image / Wiseco)

Сталь или алюминий? Двутавровая или двутавровая балка? И даже не обращайте внимания на длину удилищ и их соотношение!

Да, выбор правильных шатунов для вашего двигателя зависит от множества факторов.Правильный выбор стержня, несомненно, является одним из наиболее важных решений, которые вы можете принять при создании двигателя. Подключение r ods не только влияет на то, как ваш двигатель подходит (или не совпадает) друг с другом, они также влияют на производительность и долговечность двигателя.

Вот почему мы обратились к экспертам из Eagle Specialties, Lunati и Callies Performance за советами о том, как правильно выбрать шатуны для вашего двигателя и области применения. Неудивительно, что основными факторами в этом уравнении являются мощность и крутящий момент.Согласно Алану Дэвису из Eagle Specialties, - это не только общая мощность и крутящий момент, но и способ производства мощности.

«Необходимо учитывать мощность, крутящий момент и число оборотов в минуту», - сказал Дэвис. «Но вы также должны учитывать применение и среду, в которой будет использоваться двигатель, и то, как производится мощность. Например, 600-сильный двигатель без наддува, который вращает 10000 об / мин, будет иметь совершенно другие нагрузки, чем 600-сильный двигатель с наддувом или 400-сильный двигатель с 200 порциями закиси азота.”

В зависимости от области применения к шатунам прикладываются разные типы напряжений. Например, большой крутящий момент вызовет большие сжимающие и изгибающие нагрузки на штанги. С другой стороны, высокие обороты вызывают в основном растягивающие или растягивающие силы. В большинстве случаев шатуны не выходят из строя на такте сжатия; скорее, они распадаются на такте выпуска при работе на высоких оборотах из-за растягивающей нагрузки.

«Эта (растягивающая нагрузка) также намного тяжелее для стержневых болтов, чем мощность и крутящий момент», - сказал Дэвис.«Другие факторы, которые следует учитывать, - это вес поршня и ход коленчатого вала. Кроме того, различное использование топлива и закиси будет по-разному влиять на сгорание и то, как нагрузка передается на стержни ».

Помимо мощности двигателя и уровней оборотов, при выборе шатуна важны следующие факторы:

  • Применение: улица, дрэг-рейсинг, гонки на выносливость и т. Д.
  • Размеры двигателя: ход поршня, передаточное число, высота поршня и т. Д.
  • Вес штока и надежность
  • Бюджет (для большинства из нас это играет роль)

Все это поможет определить длину стержня, материал и конфигурацию, которые лучше всего подходят для вашего применения.

Двутавровая балка в сравнении с двутавровой балкой Шатун двутавровой балки

Существует два основных типа шатунов: двутавровая балка и двутавровая балка.

Большинство стандартных шатунов - двутавровые. Стандартные шатуны V8 могут развивать мощность до 400 лошадиных сил и 6500 об / мин. Как только вы превысите эти уровни производительности, вам нужно будет подумать о шатунах для вторичного рынка. В зависимости от типа используемой стали (подробнее об этом мы поговорим ниже) двутавровые балки на вторичном рынке могут выдерживать большие сжимающие нагрузки, обладают хорошей прочностью на растяжение и часто более легкие, чем двутавровые балки.

Способность шатуна выдерживать сжимающие и растягивающие нагрузки зависит от площади поперечного сечения балки. Следовательно, стержни двутавровой балки на вторичном рынке обычно имеют более толстое поперечное сечение в критических областях для повышения прочности. Шатуны двутавровой балки , , однако, имеют совершенно другую конструкцию для увеличения жесткости и прочности.

Шатун двутавровой балки Шатуны с двутавровой балкой

имеют две большие плоские стороны с тонким сечением посередине.Такая конструкция делает эти стержни более жесткими и способными выдерживать усилия сжатия.

«Двутавровая балка - более прочная конструкция, если учесть напряжение изгиба», - сказал Дэвис. «Стержни двутавровых балок труднее обрабатывать, поэтому они часто дороже. Стержни двутавровых балок легче изготовить и иногда они легче, чем двутавры. При прочих равных условиях стержни двутавровых балок - самая прочная конструкция ».

Независимо от того, выберете ли вы двутавровую или двутавровую балку, общая прочность и надежность зависят от материала, веса и поперечного сечения стержней, - сказал Ник Норрис из Callies Performance Products .

«Вся наша двутавровая балка и некоторые из наших двутавровых стержней имеют конструкцию сужающейся балки», - сказал он. «Наша двутавровая балка - очень хорошая деталь, которая обычно на 20 граммов легче, чем наша двутавровая балка в стандартной конфигурации. Мы считаем нашу двутавровую балку сверхмощной штангой из-за большего поперечного сечения материала и конструкции опоры штифта ».

Так что насчет материалов?

Сталь против алюминия против титана

Что касается шатунов, то основными материалами являются сталь, алюминий и титан.Опять же, правильный выбор будет зависеть от указанных выше переменных (мощность, частота вращения, приложение и т. Д.).

Стальные шатуны изготавливаются с использованием различных материалов и производственных процессов. Например, шатуны из литой стали использовались во многих транспортных средствах 1960-х и 1970-х годов, но они не подходят ни для каких рабочих целей. Большинство вторичных стальных шатунов изготавливаются из кованой стали.

Кованая сталь бывает разных типов в зависимости от марки материала.Например, Eagle Specialties использует сталь 5140 для своих удилищ начального уровня. Для более модифицированных конкурентных применений большинство производителей, включая Eagle Specialties, используют высокоуглеродистую сталь 4340 или 4330.

«Для соревнований высокого класса наши стержни кованы и подвергаются термообработке в соответствии со сталью 4340 по спецификации SAE / ASTM», - сказал Дэвис. «Эта спецификация допускает некоторые вариации легирующих элементов. Компания Eagle придерживалась более жестких допусков на нашу сталь и достигла немного более высокого предела текучести, чем «типичная» сталь 4340.”

В зависимости от материала стальные шатуны подходят для большинства применений.

Алюминиевые стержни могут быть на 25 процентов легче стальных, что делает их популярным выбором среди гонщиков. Меньший вес снижает общую массу поршневого узла, позволяя двигателю вращаться все быстрее и выше. По словам Дэвиса, алюминий также является отличным выбором для систем с наддувом.

«Алюминий, хотя и не такой прочный, как сталь, но часто используется в очень мощных воздуходувных двигателях», - сказал он.«Это происходит из-за того, что алюминий слегка« поддается »при сильном сгорании и действует как« амортизатор », так что вредный удар от горения не распространяется на подшипник штока и не приводит к выходу подшипника из строя».

Недостатком алюминиевых стержней является их усталостная долговечность. Алюминиевые шатуны имеют более ограниченный срок службы, чем стальные, и могут начать растягиваться, особенно когда они сделали много проходов по драгстрипу. Тем не менее, многие производители алюминиевых шатунов утверждают, что хороший набор алюминиевых шатунов может прослужить до 100 000 миль в уличных условиях.Так что все сводится к вашему заявлению и бюджету. Если вы гонщик и можете позволить себе более частую замену удилищ, алюминий - хороший выбор. Если у вас ограниченный бюджет или если ваш двигатель представляет собой завод с высоким крутящим моментом и низкой частотой вращения, сталь может быть более экономичным вариантом в долгосрочной перспективе.

Titanium - третий вариант.

Титановые шатуны сочетают в себе легкий вес алюминия с прочностью, более сопоставимой со сталью. Это делает их подходящим вариантом для драг-каров или спринтерских автомобилей, требующих быстрого отклика на педаль газа.Однако они очень дорогие.

«Титан немного слабее стали, но из-за чрезвычайно малого веса создается гораздо меньшее напряжение», - сказал Дэвис. «Таким образом, титан можно считать более прочным, если рассматривать систему в целом. Однако это непростой материал; и за это приходится платить. И я говорю не только о долларах ».

Специальные методы лечения

Материал шатуна - единственное, что определяет прочность.

«Это важные факторы, но они даже близко не подходят для того, чтобы рассказать историю», - сказал Дэвис.

Вы также должны убедиться, что стержни прошли термообработку, которая требуется для того, чтобы материал соответствовал большинству спецификаций SAE / ASTM. По словам Дэвиса, дробеструйная обработка является обычным явлением и абсолютно необходима для обработанных или кованых деталей. Полировка способствует уменьшению микроскопических ямок и включений и продлевает усталостную долговечность; однако это нужно делать правильно. Агрессивная шлифовка или полировка на самом деле могут принести больше вреда, чем пользы.

Криообработка - еще один финишный процесс. Это можно рассматривать как продолжение процесса термообработки. Криообработка по существу охлаждает материал до гораздо более низкой температуры, чем комнатная температура, сразу после окончания термообработки. По словам Дэвиса, преимущества этого процесса - это незначительное увеличение прочности примерно на 2-3 процента и повышенная износостойкость.

Длина стержня и передаточное отношение стержня

Передаточное число шатуна - это длина шатуна (от центра к центру), деленная на ход коленчатого вала.Это число может иметь прямое влияние на мощность, крутящий момент, КПД двигателя и износ поршня.

Вот некоторые стандартные длины шатунов:

ЧЕВИ

FORD

Как правило, более низкие передаточные числа штоков связаны с двигателями с более низкой частотой вращения. Более высокое передаточное число штоков обычно работает с высокооборотными двигателями. Вообще говоря, передаточное отношение штоков для бензиновых автомобильных двигателей, работающих в типичных диапазонах оборотов, будет около 1.45: 1 –1,7: 1, с некоторыми гоночными двигателями с передаточным числом штоков до 2,1: 1.

Есть несколько идей относительно соотношения стержней.

Соотношение штанги на этом изображении представляет собой B, разделенную на A. (Изображение любезно предоставлено MustangsandFords.com)

«Чем выше максимальный угол штока (и меньше передаточное число), тем больше будет боковая нагрузка на поршень», - сказал Дэвис. «Это приводит к более высокому трению и ускоренному износу юбки поршня. Однако, прежде чем бросать самый длинный шток во все, что вы строите, поймите, что более низкие соотношения штоков имеют тенденцию лучше «смешивать» воздух / топливо в цилиндре из-за более агрессивного ускорения поршня.Это может привести к повышению эффективности, крутящего момента и мощности ».

По словам Норриса: «Еще более типичным является использование самого длинного стержня, доступного для работы в пределах хода, высоты деки и доступной высоты сжатия поршня. Это помогает снизить вес поршня и, в свою очередь, нагрузку на шатун. Примером, когда это может быть не так, может быть усиленное или тяжелое применение закиси азота, когда поршню потребуется большая высота сжатия, чтобы позволить смещать кольцевой пакет вниз.”

Большинство согласны с тем, что выбор длины штанги / соотношения штанги должен быть частью большего уравнения.

«Длина штока влияет на время пребывания поршня в ВМТ», - сказал Норрис. «В случаях, когда ход достаточно короткий, чтобы обеспечить некоторую гибкость при выборе штока, его можно учесть с учетом расхода в отверстиях, фаз газораспределения и диапазона оборотов, чтобы оптимизировать двигатель для конкретного применения».

Быстрое слово на болтах стержня

Обязательно обращайте внимание на болты шатуна при покупке и установке новых шатунов.По словам Дэвиса, эти болты являются единственным крепежным элементом двигателя, который подвергается наибольшему напряжению.

«Мы используем материалы ARP 8740, 2000, L19 и Custom Age 625+», - сказал он. «Подобно тому, как важен выбор правильных болтов, следование инструкциям производителя по затяжке, смазке и уходу также жизненно важно для срока службы болта (и вашего двигателя)».

Избегайте чрезмерного растяжения болтов штока во время сборки двигателя. Когда новые болты штока установлены и затянуты, чтобы они соответствовали подшипникам, обязательно используйте подходящую смазку для резьбы.

Выбрав правильный материал, размер и стиль шатуна (не забывая и о правильных болтах), вы обеспечите максимальную производительность и надежность вашего двигателя.

Что еще можно пожелать?

Причины выхода из строя шатуна

Карлос Мано

Авиационный поршневой двигатель Изображение Эндрю Бридена с Fotolia.com

Шатун соединяет поршни с коленчатым валом.Он преобразует поступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. При каждом ходе шатун растягивается и сжимается. Это давление, а также другие факторы могут привести к поломке шатуна. Сломанный стержень может полностью пройти через блок цилиндров, разрушив двигатель - состояние, известное как «бросание стержня».

Усталость

Усталость - основная причина поломки шатунов, особенно в старых двигателях. Постоянное сжатие во время рабочего такта и растяжение во время такта выпуска более тысячи раз в минуту в конечном итоге изнашивает металл, он становится хрупким и, наконец, ломается.Если масло слишком низкое или грязное, это может ускорить этот процесс. Запуск горячего двигателя также может ускорить процесс. Иногда довольно новый двигатель может иметь изношенные шатуны, если это восстановленный двигатель, и механик использовал дешевые детали или неправильные детали для двигателя.

Неисправность пальца

Штифт, соединяющий шатун с поршнем (называемый поршневым пальцем, поршневым пальцем или поршневым пальцем), сильно изнашивается. Если этот штифт защелкнулся, шатун больше не подключен к двигателю.Для некоторых двигателей это приводит к катастрофическому отказу двигателя - шатун проходит через блок двигателя или коленчатый вал сгибается, - но для некоторых двигателей это просто вызывает резкую потерю мощности. Если двигатель будет остановлен сразу после поломки пальца, можно будет спасти двигатель.

Превышение оборотов

Избыточное число оборотов - основная причина отказов шатуна в новых и высокопроизводительных двигателях. Если тахометр покажет красный цвет - даже на короткое время - шатуны могут сломаться.Это связано с тем, что силы, действующие на шатун, резко возрастают при высоких оборотах. Не имеет значения, показывает ли тахометр красный цвет из-за того, что автомобиль движется с высокой скоростью, движется слишком быстро на низкой передаче или просто идет слишком быстро из-за слишком сильного нажатия педали акселератора, когда автомобиль находится на нейтрали. - напряжение просто слишком велико на очень высоких оборотах.

Гидрозамок

Гидрозамок - это деформация шатуна, вызванная попаданием воды в камеру поршня.Обычно это происходит после того, как автомобиль проехал по глубокой воде, например по затопленной улице. Если в цилиндр попадает лишь немного воды, автомобиль издает стук или стук, и его можно отремонтировать (слить воду и заменить прокладки), но если в цилиндр попадает достаточно воды, он занимает все доступное пространство во время искры шатун изогнется или сломается. Гидрозамок гораздо чаще встречается на лодках, чем в автомобилях, потому что лодки всегда работают вокруг воды.

Еще статьи

Чему я научился при ремонте прокладки подголовника на моем Toyota Prius 2010 года

Если вы не читали мою другую статью «Совершил ли я ошибку, покупая Toyota Prius 2010 года?», Обязательно прочтите ее.Это поможет ответить на некоторые вопросы, которые могут у вас возникнуть.

Гибридами занимаюсь уже довольно давно. Сейчас у меня девять гибридов. У меня было 6 Prius и 3 Honda Civic Hybrids. Зачем кому-то владеть таким количеством гибридов? Отличный вопрос. Я делаю это, чтобы научиться и помогать другим людям с их гибридами.

У меня был большой опыт работы с Gen 2 Prius, но с Gen 3 я чувствовал себя лицемером, не имея его, но давая советы. Конечно, я достаточно знаю о поколении 3, чтобы безопасно направить любого владельца в правильном направлении, но мне нужно было иметь его для себя.

Обыскав повсюду, я, наконец, наткнулся на один, который нуждался в ремонте двигателя. Очень часто Prius первого поколения 3 можно найти с плохой прокладкой головки блока цилиндров и купить его по дешевке. Этот Prius был одним из таких.

После первоначального осмотра автомобиля я обнаружил критические признаки вздутия прокладки головки блока цилиндров. Охлаждающая жидкость и масло смешиваются, стучит при запуске, а охлаждающая жидкость теряется в расширительном бачке. Я знал, что это обычная проблема, и провел некоторое исследование, чтобы выбрать лучший метод ремонта.

После изучения и исследования у меня было два варианта. Заменить прокладку головки или заменить двигатель. Вот что я узнал из этого опыта и чем закончил.

Вашему Prius 3-го поколения может потребоваться замена двигателя
Я потратил приличное количество времени на разговоры с другими специалистами по ремонту гибридных автомобилей. Эти ребята сделали много ремонтных работ на Gen 3, и все они сказали мне, что просто замена прокладки головки блока цилиндров - опасный шаг.

Я мучился уже 15 лет и нуждался в более глубоком объяснении того, почему это так.Мне объяснили, что когда прокладка головки блока цилиндров начинает протекать, необходимо каким-то образом вытеснять охлаждающую жидкость. При запуске эта охлаждающая жидкость не может сжиматься в двигателе, поэтому происходит дополнительная нагрузка на шатун и, как правило, он изгибается. Таким образом убив весь двигатель.

Я был потрясен, когда узнал об этом, но для меня это имело смысл. Именно в этот момент мне пришлось решить либо бросить кости и отремонтировать прокладку головки блока цилиндров, либо заменить весь двигатель.Замена двигателя была чем-то, чего я не хотел делать. Я покупаю эти автомобили для исследования, затем, когда они вернутся к 100%, продаю их и двигаюсь дальше. Следовательно, владею девятью гибридами.

Ваш Prius может не нуждаться в двигателе; это зависит от того, как долго проблема продолжается. Вы не узнаете этого, пока не потянете за голову и не узнаете. Это был мой следующий шаг, и то, что я узнал, шокировало меня.

Что я обнаружил, когда вытащил голову на моем Prius 2010 года выпуска
Один из моих друзей-гибридов, который раньше ехал по этой дороге, дал мне отличные советы, как только я смог вытащить голову из машины.

Он сказал мне проверить глубину каждого поршня по сравнению с тем, что находится рядом с ним. Если у меня гнутый шатун, то размеры будут не такими. Я окопался, разбирая все на части, и то, что я обнаружил, было довольно удивительным. После снятия головки и измерения глубины поршня у меня все было в порядке. Это сравнение должно быть фактором, решающим для любого владельца, что ему делать.

Причина, по которой меня это поразило, заключается в том, что Prius пил охлаждающую жидкость, одно моторное масло доказало это.В этот момент я решил, что если что-то мне не хватает, я узнаю, как только двигатель снова будет в рабочем состоянии.

Я почистил все детали, как мог, и собрал машину заново.

Последствия ремонта прокладки головки блока цилиндров Prius
Я очень нервничал по поводу включения машины после ремонта. Несмотря на то, что блок и головка были прямыми, клапаны сидели, и я шел точно по книге, я все равно дрожал.

Prius ожил, когда давление масла повысилось в течение первых нескольких секунд работы, а затем оно сгладилось и затихло.Я очень опасался водить его, но знал, что мне нужно убедиться, что ремонт заслуживает доверия.

Я быстро проехал на Prius 5 миль по местной заправочной станции и взял себе газировку. Тихо, ровно, все в порядке. Все казалось хорошо, пока на обратном пути. Проверьте свет двигателя. К счастью для меня, я всегда ношу с собой свой считыватель кода на тест-драйвах.

Я подключил и увидел P0401, Обнаружен недостаточный поток EGR. Наличие этого кода - безумие, потому что я очистил все порты и проходы на кулере и трубопроводах, так что никаких проблем быть не должно.

В остальном у меня не было никаких проблем с Приусом по двигателю. Он работает хорошо, плавно и тихо.

Заключение
Думаю, мне повезло с этой работой. Как уже говорилось ранее, я разговаривал со многими разными техниками об этом ремонте, прежде чем я когда-либо пытался его. Я знал, что рискует делать только прокладку головки блока цилиндров. Я знал, что нужно проверить шатун на предмет погнутости; Я знал, что нужно промыть двигатель, очистить систему рециркуляции отработавших газов и все остальные мелочи. Я работаю над автомобилями уже 15 лет, так что мой опыт в этом был очевиден.

Я думаю, что кто-то, кто может следовать процедурам оригинального ремонта для ремонта, сможет это сделать. Я тоже считаю, что вы сильно рискуете, заменяя только прокладку головки блока цилиндров. На моем 2010 году 211 000 миль, которые хорошо используются. Я сразу понял, что предыдущие владельцы не заботились о машине. Зеленая охлаждающая жидкость, пропущенная через машину, была большим признаком этого.

Если вы хотите починить прокладку головки блока цилиндров Prius 3-го поколения, знайте, на что вы идете. После ремонта могут появиться многие другие проблемы.Другие проблемы могут возникнуть только через тысячи миль по дороге.

Итак, я думаю, что вопрос теперь в том, совершил ли я ошибку, купив Toyota Prius 2010 года выпуска? Время и мили покажут все, но за 500 долларов и часть моего времени, я думаю, для меня это того стоило. Я узнал много, даже больше, чем то, чем я поделился с вами сегодня.

Если у вас есть вопросы или вы хотите обсудить ремонт прокладки головки блока цилиндров на вашем Toyota Prius 3-го поколения, дайте мне знать, я буду рад поговорить с вами об этом. Напишите мне в Twitter или найдите меня на Facebook.Рад поделиться своими знаниями о гибридах и сэкономить вам деньги. Увидимся в следующей истории. Как долго служат двигатели Toyota Prius?

Посмотрите этот грузовик Toyota Prius с красивой маленькой кроватью и нажмите, чтобы подписаться на Youtube Torque News для ежедневного анализа автомобильных новостей.

Питер Нилсон - автомобильный консультант, специализирующийся на электромобилях и технологиях гибридных аккумуляторов. Он имеет степень бакалавра наук в области технологий обслуживания автомобилей в Государственном университете Вебера.Питер также преподает автомобильные технологии в Колумбийском бассейновом колледже. С Питером можно связаться в Linkedin, и вы можете написать ему в Твиттере на The_hybrid_guy в Twitter. Найдите его страницу в Facebook на сайте Certified Auto Consulting. Читайте больше историй Питера в репортаже Toyota на Torque News. Поищите Toyota Prius Torque News , чтобы получить более подробную информацию о Prius от наших репортеров.

Восстановите свой взорванный гоночный двигатель

Не отказывайтесь от взорвавшегося гоночного двигателя. Вот наши усилия по улучшению восстановления.

Гонки - это не легкий спорт. У гольфиста может быть несколько наборов клюшек, спрятанных в шкафу, или папа, любящий бейсбол, может передать старую перчатку своему ребенку, в то время как многие гонщики изо всех сил пытаются поддерживать работу одной машины в течение всего сезона.

В пылу битвы на гоночной машине многое может пойти не так, но большинство гонщиков скажут вам, что их самая большая проблема (не считая травм) - это перегоревший двигатель. И причина довольно проста: двигатели являются самым дорогим компонентом гоночного автомобиля.Но даже в этом случае большинство скажет вам, что это просто стоимость гонок. Мы гоняемся за победами, и если это означает, что время от времени выходит из строя двигатель, то пусть так и будет.

Поскольку мы в Circle Track никогда не будем выступать за снижение скорости, чтобы спасти ваш двигатель, мы сделаем следующее и дадим вам несколько идей о том, что вы можете сделать, если вам когда-либо не повезло, и он потерпел катастрофический отказ двигателя.

Наш объект - типичный уличный двигатель уровня запасов, который съел клапан во время гонки. Сломанный клапан разрушил поршень в этом цилиндре, и, к сожалению, шрапнель от поршня, по-видимому, успела засосать через впускной коллектор и повредила головку блока цилиндров на противоположном берегу.

Мы нашли этот двигатель в компании Jim Cook Racing, которая обычно производит высококачественные гоночные трансмиссии и задние части для всех форм гонок на овальных треках, но он также создает двигатели для избранных гонщиков. Когда мы узнали, что он взял на себя эту реконструкцию, мы зашли, чтобы проверить повреждения.

Каждая перестройка отличается, но нам нравятся некоторые уловки, которые Кук использовал, чтобы сэкономить деньги гонщиков, а также всегда стремиться улучшить производительность. Проверьте это ниже и никогда не откажитесь от поврежденного двигателя.

Посмотреть все 56 фотографий Когда мы услышали, что у специалиста по трансмиссиям и иногда производителя двигателей Джима Кука взорвался двигатель в его мастерской, мы решили зайти и проверить повреждения. На данный момент все, что мы знаем, это то, что гонщик говорит, что двигатель остановился на гоночной трассе без предупреждения и теперь не имеет компрессии - пора заняться расследованиями. Смотрите все 56 фотографий. клапан. Обратите внимание на то, что коромысло не только снято с кончика штока клапана, но и шток также выше, чем те, что вокруг него.Это признак того, что головка клапана отломилась, а шток втянулся в головку. См. Все 56 фото. Вот еще один снимок, когда коромысло не мешает, чтобы вы могли увидеть, насколько выше клапан на держателе. . Пружина клапана полностью расслаблена. См. Все 56 фото. Копнув немного глубже, Кук вытащил чугунные головки. См. Все 56 фото. Когда головка снята с блока, легко определить источник проблемы. Головка клапана отломилась и, очевидно, немного подпрыгнула, как вы можете видеть по повреждению вокруг седла клапана.Обратите внимание также на шрамы в области сдавливания камеры слева. Это означает, что мусор содержался не только в одном цилиндре, поэтому нам нужно внимательно осмотреть каждую стенку цилиндра на предмет наличия царапин. Если бы это были алюминиевые головки, их можно было бы довольно легко отремонтировать. Но раз уж мы имеем дело с чугуном, будет экономичнее просто заменить головки (обе повреждены). К счастью, кованый алюминиевый поршень от JE съел клапан и остался вместе, а не взорвался.У нас все еще есть поршневая шрапнель, которая прошла через двигатель, но она определенно не так плоха, как могла бы. Посмотреть все 56 фото Больше мусора Посмотреть все 56 фото Клапанный механизм представляет собой сплошной плоский толкатель, поэтому Кук снимает и осматривает каждый толкатель. , он старается поместить каждый в бокс в соответствующем положении. На этом этапе разборки мы все еще надеемся, что подъемники и распределительный вал можно будет использовать повторно, и очень важно, чтобы каждый подъемник возвращался со своим сопряженным выступом на распределительном валу. См. Все 56 фотографий Когда масляный поддон отключен, мы можем видеть, что на крышках шатунов не было "посинения".Синий или даже черный оттенок металла означает, что он перегрелся либо из-за вращающегося подшипника, либо из-за отсутствия масла. Эти крышки удилищ по-прежнему выглядят хорошо, так что есть надежда, что их можно будет использовать повторно. Смотрите все 56 фотографий. По крайней мере, мы надеялись, что их можно будет использовать повторно, пока не увидим это. Эти шатуны с А-образной балкой от CP-Carrillo довольно легкие, но они также не очень прочны при сжатии. В результате, когда головка клапана заклинивала между поршнем и головкой блока цилиндров, шатун изгибался, как вы легко можете видеть здесь.Но все же гораздо лучше, чтобы шатун гнулся, а не сломался. Изогнутая штанга защищает двигатель, а сломанная штанга может проткнуть очень неудобное окно на всем протяжении блока. Посмотреть все 56 фото Эта полоса на коренном подшипнике показывает, что туда что-то попало. Эти подшипники готовы, но для восстановления после взрыва двигателя всегда лучше заменить все подшипники, чем рисковать. Однако, отмечая повреждение подшипника, Кук показывает, где именно он должен осматривать шейку коленчатого вала.На кривошипе проблем не было, поэтому его отполировали и снова вернули в эксплуатацию. К счастью, не видно, чтобы через масляную систему двигателя было протолкнуто много мусора. На обеих сторонах подъемников и кулачков распределительного вала нет следов повреждений, поэтому их можно использовать повторно. См. Все 56 фото На этой фотографии это не так много, но это цилиндр, в котором сломался клапан, и этот шрам остается глубокий. Для этого цилиндра потребуется втулка, прежде чем блок снова будет готов к гонке. См. Все 56 фото. Стандартный блок Chevy будет отправлен в механический цех, где на поврежденный цилиндр будет втулка.При этом все остальные основные размеры будут перепроверены, и деки будут обрезаны ровно настолько, чтобы обеспечить их перпендикулярность к средней линии коленчатого вала. Перед тем, как отправить его в механический цех, Кук покрывает весь блок распыляемой смазкой, чтобы ржавчина не вызывала больше проблем. Посмотреть все 56 фото Кук мог пойти и купить одну штангу продольной балки CP-Carrillo (слева). заменить ту, которая погнулась - но, к счастью, не сломалась. Это отличный шатун для гонок, но с тех пор, как этот двигатель был впервые построен, правила трека были изменены, чтобы убрать требование, чтобы шатуны были стандартной длины.Это означает, что Кук может использовать более длинный стержень, чем 5,7-дюймовый, установленный в настоящее время в двигателе, для увеличения соотношения стержень / ход поршня (что повышает эффективность двигателя). Итак, Кук выбрал эти 6,0-дюймовые шатуны новой серии Bullet (справа), которые также были произведены CP-Carrillo. Это отличный вариант для гонок, это высококачественные детали с балансировкой плюс-минус грамм, полностью кованые, поставляются с крепежами из инструментальной стали и производятся в США. См. Все 56 фотографий. показали признаки повреждения, более длинные шатуны также требуют нового поршня с меньшей высотой сжатия.В линейку CP-Carrillo Bullet входят как штоки, так и поршни, поэтому Кук выбрал подобранный набор. Эти поршни серии Bullet созданы специально для гонок по отличной цене. Это высококачественные поковки из сплава 2618 с двойными масленками для пальцев, кованые боковые рельефы, хромомолибденовые булавки на запястье и проволочные замки, качественные кольца и даже отверстия для молнии. Но CP-Carrillo сводит к минимуму затраты на серию Bullet, предлагая только варианты на полках и запуская крупносерийное производство наиболее распространенных предложений.Идеально подходит для тех из нас, кто управляет вездесущим маленьким блоком Chevy. Смотрите все 56 фотографий. Вот крутой трюк, который мы хотели рассказать. Белая штука, которую вы видите в отверстии цилиндра, - это инструмент для квадратного кольца от RTS Tooling. Это конструкция в виде раскладушки, которая прижимается к стенке цилиндра, поэтому он может оставаться на своем месте. Чтобы использовать его, просто вставьте инструмент в отверстие цилиндра, протолкните кольцо в отверстие над ним и затем потяните инструмент вверх, пока он полностью не коснется поршневого кольца. Теперь вы знаете, что кольцо перпендикулярно отверстию цилиндра и остается квадратным при проверке торцевого зазора.Инструмент для квадратного сечения остается в отверстии все время, поэтому вы не вставляете и не вынимаете его каждый раз, когда проверяете торцевой зазор. Нам нравится, что на нем также есть выемки, чтобы упростить проверку зазоров, пока кольцо все еще поддерживается, что дает вам более точные измерения. См. Все 56 фотографий. После опускания коленчатого вала на место Кук проверяет наличие соответствующего осевого люфта. Обычно требуется от 0,006 до 0,010 дюйма зазора. Помните, вам все равно нужно провести все проверки, даже когда двигатель снова работает.Несмотря на то, что подшипники той же марки возвращаются на свои места, это не те же физические подшипники, поэтому что-то может быть другим. Всегда лучше проверить, чем надеяться. См. Все 56 фото. Гораздо лучше, без вентиляционных отверстий в поршнях. См. Все 56 фото. Даже с более длинными шатунами потребовалось очень мало работы для повторной балансировки коленчатого вала. Отправка коленчатого вала на балансировку может стоить небольших денег, но если вы меняете шатуны или поршни, всегда полезно потратить небольшую монету, чтобы знать, что это будет правильно.Посмотреть все 56 фото Подъемники серии Performance от Comp Cam оснащены отверстием для смазки под давлением, обеспечивающим постоянный поток масла к подъемникам, поэтому Кук, очевидно, хотел их оставить. Но прежде чем вставить их обратно в двигатель, он настоял на том, чтобы снести каждую из них, чтобы убедиться, что мусор не попал в подъемник, где он потенциально может заблокировать поток масла. См. Все 56 фотографий Здесь вы можете увидеть, что внутреннее устройство Твердые плоские толкатели довольно просты. После удаления C-образного зажима, который скрепляет все вместе, они в основном сразу же разваливаются.После быстрого ополаскивания в моечной машине и визуального осмотра они готовы снова вместе в двигатель. Между прочим, Кук пишет номер цилиндра и буквы «I» или «E» на масляной ленте каждого подъемника, чтобы он точно знал, к какому отверстию подъемника он должен вернуться. Масляная лента на подъемнике не соприкасается с отверстием подъемника, поэтому это безопасное место для маркировки подъемников. Посмотреть все 56 фотографий Оригинальный масляный поддон, по-видимому, сошел с двигателя ящика. Он был исправен, но его отремонтировали, по крайней мере, один раз.Итак, Кук модернизировал его с помощью шестицилиндрового овального гоночного масляного поддона для гонок от Canton. На этом снимке Кук чистил поддон перед сборкой и отключил ветрозащитный экран, поэтому вы можете видеть закрытые сегменты, предназначенные для предотвращения брызг масла и вокруг пикапа даже при максимальной боковой нагрузке. См. Все 56 фотографий. Для занятий требовались головные уборы, но в наши дни не-вортекские головы Chevy - по крайней мере, те, кого не трогали - становится очень трудно найти. Сменные чугунные головки World Products 'Sportsman II становятся очень популярными в качестве приемлемых замен.Головки предлагают отличное соотношение производительности к доллару, поэтому Кук пошел с парой голов World, чтобы заменить поврежденные. World предлагает головки в стандартной конфигурации камеры объемом 64 куб. См, но теперь у них также есть чугунная головка Sportsman II с переработанной камерой сгорания, размер которой составляет всего 50 куб. Этого достаточно, чтобы поднять степень сжатия со стандартных 11,5 с камерой объемом 64 куб. См до более чем 14: 1! Если в вашем своде правил не указан размер камеры сгорания, вам подойдет этот World Head.Конечно, снаружи они выглядят так же, как и все остальные головы Sportsman II Chevy, так что возьмите этот маленький кусочек информации и делайте с ним все, что хотите. Мы не будем говорить об этом. Смотрите все 56 фотографий После того, как Кук сбросил клапан, понятно, что он не хотел рисковать, используя остальные семь пар клапанов. Вместо этого он выбрал комплект клапанов из нержавеющей стали от Ferrea. Они стандартного размера, но в них используется конструкция Ferrea с радиальными канавками, чтобы замки не задели штоки клапанов. Пружины также были модернизированы до новых конических пружин клапана Comp Cams, которые уменьшили общий вес и практически исключали гармоники.Обратите внимание, насколько малы фиксаторы Comp из нержавеющей стали, что еще больше снижает общий вес клапанного механизма. Посмотреть все 56 фотографий Кук доставил готовый двигатель автомобильным специалистам для динамометрических испытаний. Здесь он прикручивает одну из клапанных крышек, в то время как Джефф Дортон из автомобильной промышленности (слева) хлестает клапаны. Горячий удар для этого двигателя составляет 0,016 для впуска и 0,018 для выхлопа. См. Все 56 фотографий На динамометрическом стенде двигатель показал себя неплохо. Пиковый крутящий момент составлял 438,2 фунта / фут при 4900 об / мин, а максимальная мощность составляла 458 лошадиных сил.1 на 6 500. Просмотреть все 56 фотографий

Jim Cook Производительность: 704 / 786-6979

Просмотреть все 56 фотографий

Шатун двигателя и способ соединения деталей между собой

Это изобретение относится к шатунам для двигателей, в частности, к высокоскоростным двигателям внутреннего сгорания, используемым в самолетах, и к способу соединения частей между собой. Он относится к шатунам того типа, в которых большой конец стержня разделен крест-накрест с образованием дугообразной опорной части и опорной части крышки, скрепленных вместе двумя или более болтами, обычно зажимающих между собой двухэлементную втулку подшипника.В двигателях V-типа обычно используются вилочные штоки, каждая из которых имеет две отдельные опорные части и, следовательно, четыре болта и лопаточные штанги, каждая из которых имеет свою единственную опору между двумя опорными частями вилочной тяги.

Легкость авиационных двигателей, особенно боевых самолетов, конечно, имеет первостепенное значение, и, следовательно, все части двигателя уменьшены до минимального веса. Еще большее значение имеет уменьшение веса возвратно-поступательных частей таких двигателей, особенно поршней и шатунов.На высоких скоростях, на которых работают эти двигатели, 3600 об / мин или более, нагрузки на шатуны значительны, и если болты не затянуты должным образом, крышка может отойти от дугообразной части штока и, таким образом, согнуться. болт или изгиб дуги стержня, что приведет к усталости и поломке. Это еще один способ сказать, что коэффициент безопасности, предназначенный для нагруженных частей двигателей военных самолетов, намного меньше, чем у других двигателей, и, следовательно, необходимо, чтобы напряжение каждой части было наиболее тщательно определено и учтено, чтобы Избегайте этой поломки, которая так много значит для данного конкретного двигателя.

При сборке шатунов двигателя очень распространенной практикой является использование динамометрического ключа для затягивания гаек болтов, и хотя известно, что этот метод затяжки гаек не совсем точен из-за различий в трении между используемыми деталями , он долгое время был удовлетворительным на двигателях, разработанных с обычным запасом прочности, и отказы не были частыми или обычно смертельными. Но при использовании этого метода. Сборка шатунов в авиационном двигателе выросла с производства нескольких двигателей в месяц до производства на относительно крупной сборочной линии, было обнаружено, что некоторые болты, независимо от того, насколько тщательно затягиваются динамометрическим ключом, недостаточно затянуты, чтобы выдерживать нагрузки, которой они подвергаются в изнурительных испытаниях, которым они подвергаются.Исследование отказов шатуна определенно указывает на отсутствие затяжки со стороны некоторых болтов, очевидно, что крышка подшипника отделена от дугообразной части шатуна, что приводит к усталости и поломке.

Было очень распространено предположение, что «крепежные болты не следует затягивать или растягивать сверх их предела упругости, то есть не следует (придавать постоянную затяжку. Считалось, что это предварительно напряженное состояние вызовет усталостное разрушение и что, следовательно, такая практика будет неоправданной.Следовательно, болты были спроектированы с такими размерами, чтобы не требовать первоначальной затяжки до или выше предела упругости.

Но согласно настоящему изобретению болты шатуна сконструированы так, что они очень близки к своему пределу упругости, когда в процессе затяжки на болты оказывается достаточная комбинированная нагрузка, чтобы компенсировать нагрузку, прилагаемую к ним при работе двигателя. : Итак, затягивая болты на начальном этапе процесса до точки, в которой они растягиваются примерно до своего предела упругости, становится известно, что тогда они становятся достаточно тугими, чтобы выдерживать нагрузку.Затем гайки дополнительно поворачивают, чтобы выровнять отверстие на конце болта со следующей прорезью в зубчатой ​​гайке, в результате чего шплинт может быть вставлен для фиксации гайки и, тем не менее, нагрузки на болт, поскольку последний растягивается за пределы его предел упругости существенно не увеличится.

Одной из целей настоящего изобретения является .30 растягивать болты шатуна так, чтобы они имели известную и достаточную герметичность, а гайки можно было зафиксировать от поворота.

Другой задачей изобретения является устранение неравномерной и недостаточной затяжки 85 болтов шатуна и, следовательно, значительное уменьшение вероятности отказа.

Другой целью изобретения является обеспечение затяжки гаек болтов шатуна до точки, в которой совокупная нагрузка, создаваемая таким образом на болты шатуна, будет превышать максимальную нагрузку на шатун при максимальной мощности или скорости двигатель.

Другой целью изобретения является создание шатунов с болтами, имеющими по существу равные характеристики нагрузки или растяжения и достаточно нагруженными или растянутыми, чтобы застраховаться от «усталостного разрушения».

Другие объекты изобретения будут видны из следующего описания, взятого в связи с чертежом, который составляет часть данного описания и на котором: Фиг. 1 - вид спереди шатуна двигателя, изготовленного в соответствии с изобретением. , -детали -быть: разорваны, чтобы показать конструкцию болта, песок -a. циферблатный индикатор -положение показано в положении для измерения растяжения болта; и фиг. 2 - вид сбоку стержня, показанного на фиг. 1.

С целью иллюстрации изобретения показан шатун вилочного типа, и когда этот стержень используется в двигателе V-образного типа, его шток с лопастями установлен на подшипнике вилочного штока между вилками этого стержня.Стержень лезвия на чертеже не показан. Показанный шатун состоит из трех основных частей: A, B и C. Части A и B вместе образуют основную часть 10 стержня или стержня и дугообразную часть 11 шатуна, причем эти части соединяются по кривой 12. часть C является крышкой или опорным блоком шатуна и имеет форму, аналогичную части B, и соединена с ней, образуя полную опорную часть стержня. Внутри этой опорной части шатуна находится обычная разъемная втулка 13 подшипника на опорной части 14 шатуна коленчатого вала двигателя.

Хвостовик шатуна имеет вилку, как показано позицией 15, и каждая из этих вилок имеет дугообразную часть 16, которая опирается на часть B шатуна и прикручивается к ней теми же болтами, которыми крепится крышка или блок C. к части B. Та часть частей B и C, которая расположена между вилками 15, образует цилиндрический подшипник 24 для шатуна лопасти (не показан) при использовании в V-образном двигателе.

Этот цилиндрический подшипник 24 шлифуется до нужного размера путем зажима частей B и C вместе перед их соединением с частью A.

Арочная часть шатуна и деталь C образованы ушками 17, и эти проушины и прилегающие части деталей B и C просверлены для образования четырех отверстий под болты для четырех болтов 18. Каждый болт имеет головку 19. образован заостренным концом 20, который предотвращает его вращение, а на резьбовом конце болта имеется гайка 21 для затягивания болта и стягивания трех частей A, B и C вместе. На чертеже часть одной из гаек вырезана, чтобы показать шплинт 22, проходящий через просверленное отверстие 23 в болте и через прорези зубчатой ​​гайки, чтобы зафиксировать гайку в нужном положении.Одна или несколько частей каждого болта между его концами выполнены меньшего диаметра, чем резьбовая часть, как показано позицией 18 ', так что, когда болт растягивается, как описано ниже, эти части вместо резьбовых частей будут принимать на себя большую часть удлинение.

Из вышесказанного видно, что когда четыре болта затягиваются путем навинчивания на них гаек 65, крышка C притягивается и прикрепляется к дугообразной части II шатуна, а части A и B стержня также надежно фиксируются. скреплены между собой.Также будет видно, что любое ослабление болтов при работе двигателя позволит крышке отделиться от дугообразной части стержня и, таким образом, будет иметь тенденцию сгибать или напрягать болт или сгибать дугообразную часть и, возможно, вызывать поломку. одной из тех частей.

Но благодаря способу и конструкции по настоящему изобретению болты сконструированы и затянуты таким образом, что даже при наибольшей нагрузке на шатун во время работы двигателя крышка не покидает своего гнезда, и, следовательно, диапазон напряжений болта остается неизменным (см. Рис.

). ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! существенно сокращается, а поломка устраняется.

Изобретение реализовано на практике в одном случае в V-образном двигателе с по существу пятидюймовым внутренним диаметром и пятидюймовым ходом поршня, и большой конец Ty шатуна окружает подшипник коленчатого вала диаметром по существу три дюйма. Каждый из четырех болтов шатуна имеет диаметр примерно 3/4 дюйма в случае резьбы и / 4 дюйма в уменьшенных частях и примерно четыре дюйма в длину. Все четыре болта имеют одинаковую конструкцию, поэтому все они будут растягиваться в одинаковой степени при заданном усилии, и болты этой конструкции предварительно испытываются для определения их характеристик растяжения под нагрузкой и, в частности, для определения растяжения, необходимого для достижения упругости. предел болта, так что натяжение таких болтов будет верным показателем нагрузки.Это, в сочетании с определенным растяжением болтов, описанных ниже, обеспечивает известную герметичность всех четырех углов шатуна шатуна и предохраняет колпачок от выхода из штока и, следовательно, от выхода из строя.

При сборке частей такого шатуна гайка каждого болта накручивается вручную или слегка гаечным ключом до упора в ушко 1, а затем циферблатный индикатор, такой как показанный позицией 30, регулируется на болте с помощью его упор 31 на одном конце и его подвижная точка 32 на другом конце болта.Затем циферблат измерителя указывает стрелкой 33 определенную точку на нем, которая, как можно сказать, является длиной болта в его естественном состоянии. Когда калибр находится в этом положении, гайка 21 поворачивается, и болт, таким образом, растягивается до измеренной степени, соответствующей приблизительно пределу упругости болта, то есть болт растягивается до тех пор, пока стрелка 33 не покажет, что болт достиг предела упругости. как было определено испытанием аналогичных болтов, как указано выше. В описанном болте эта точка достигается на указанном участке.007 или 0,008 дюйма. После того, как это было выполнено со всеми четырьмя болтами, общая предварительная нагрузка на болты в таком шатуне, как известно, будет больше, чем любая нагрузка, которой шатун будет подвергаться при максимальной работе.

Гайки болтов шатуна обычно крепятся к болтам шплинтами; отсюда необходимость совмещения между прорезями в гайках и отверстием в болте. Максимальное усилие затяжки для этого выравнивания составляет менее одного шестигранника гайки.Поскольку болт был растянут до предела упругости, гайку не следует откручивать, а вместо этого ее дополнительно затягивают, чтобы добиться совмещения со следующей прорезью в гайке. В показанной конструкции это может дополнительно растянуть болт на 0,006 дюйма. Хотя откручивание гайки уменьшило бы нагрузку на болт, эта затяжка существенно не увеличивает ее.

В конкретных болтах, показанных и описанных здесь в качестве примера, может быть, как показано выше, максимальное растяжение.007 или 0,008 дюйма плюс 0,006 дюйма, или всего 0,013 или 0,014 дюйма. Было определенно определено, что это не причинит вреда, и фактически допускается растяжение в 0,010 дюйма на дюйм длины болта, поскольку оно значительно меньше точки разрушения.

Хотя я здесь довольно подробно описал конкретный вариант осуществления моего изобретения, который я считаю новым и полезным и могу конкретно заявлять, я не хочу, чтобы было понятно, что мое изобретение ограничивается точными деталями способа и конструкция описана, поскольку будет очевидно, что в нее могут быть внесены изменения без отклонения от сущности и объема моего изобретения.

Заявлено следующее: 1. Способ крепления крышки шатуна к его штоку, который включает в себя этапы сборки деталей шатуна и болтов, а затем растягивание болтов шатуна до точки, превышающей их заданный предел упругости, но значительно меньше их точка отказа.

2. Способ крепления крышки шатуна к его штоку, который включает в себя этапы определения характеристик растяжения болтов, затем сборку деталей штанги и болтов, а затем растягивание болтов шатуна до точки, превышающей их предел упругости. но заметно меньше их точки отказа.

3. Способ крепления подшипникового блока к его шатуну, включающий этап сборки блока, штока и болтов, этап затягивания всех гаек болтов до заранее определенного и равного измеренного расстояния между болтами до или немного выше их. предел упругости и шаг затягивания гаек, чтобы выровнять отверстие шплинта в каждом болте со следующей прорезью в его гайке.

4. Шатун двигателя, имеющий разъемы на большом конце и имеющий болты, крепящие крышку подшипника к дугообразной части штока, при этом указанные болты находятся в растянутом состоянии, так что максимальная нагрузка, прикладываемая при максимальной мощности двигателя, составляет менее комбинированная предварительная нагрузка на болты и такая, что растяжение отдельных болтов выходит за их заданный предел упругости, но не более чем.010 дюймов на дюйм длины болта.

5. Способ крепления крышки шатуна к его штоку, который включает этап сборки деталей шатуна и болтов, этап растягивания болтов шатуна примерно до их заранее заданного предела упругости и следующий этап дополнительного растягивания болтов сверх их предел упругости, затягивая гайки сильнее, чтобы выровнять отверстие шплинта в каждом болте со следующей прорезью в его гайке.

6. Шатун двигателя разделен на большом конце и имеет болты, крепящие крышку подшипника к дугообразной части стержня, причем все упомянутые болты растянуты, по меньшей мере, до их заранее определенного предела упругости, но значительно меньше, чем их точка отказа.

7. Шатун двигателя, имеющий разъем на большом конце и имеющий болты, крепящие крышку подшипника к изогнутой части стержня, причем все указанные болты растянуты, по крайней мере, до их заранее определенного предела упругости, но значительно меньше, чем их точка разрушения, и комбинированное растяжение болтов, создающее нагрузку на болт, превышающую максимальную нагрузку S на шток при максимальной мощности двигателя, в котором используется шток.

8. Способ крепления крышки шатуна к его штоку, который включает в себя этапы (а) испытания и измерения болтов шатуна данной конструкции для определения растяжения, необходимого для достижения предела упругости, (б) сборки частей штока. и болты, и (c) растягивание болтов путем затягивания до точки, превышающей их предел упругости, но значительно меньшей, чем их точка разрушения.

9. Способ скрепления двух отдельно сформированных частей вместе с помощью болта, включающий этапы (4) предварительного определения характеристик растяжения соединительного болта, (b) сборки деталей и болта в положении для затяжки и (c) затягивание гайки болта и растяжение болта до точки, превышающей предел упругости, но значительно меньшей, чем точка разрушения.

10. Способ скрепления двух отдельно сформированных частей вместе болтом, включающий следующие этапы: (а) определение характеристик растяжения соединительного болта, (б) сборка деталей и болта в положении для затягивания, (в) затягивание гайки болта и растяжение болта до точки, превышающей его предел упругости, но значительно меньшей, чем точка разрушения, и (d) поворот гайки дальше, чтобы выровнять отверстие шплинта в болте со следующей прорезью в гайке и (e) вставка шплинта через гайку и болт.

УИЛЬЯМ Х. ГРЕЙВЗ.

Резьбовой стержень - все, что вам нужно знать

Добро пожаловать в наше полное руководство по резьбовым стержням! В этой статье вы найдете информацию о следующем:

Что такое стержень с резьбой?

Резьбовой стержень, часто называемый шпилькой, представляет собой стержень различной длины, навинченный в спиральную структуру.

По внешнему виду похож на винт, резьба проходит вокруг и вдоль стержня, вызывая вращательные движения при использовании.Резьбовые стержни сочетают в себе линейное и вращательное движение для создания сильного сопротивления давлению.

Направление вращения стержня с резьбой зависит от того, имеет ли стержень правую резьбу, левую резьбу или и то, и другое.

Разработанные, чтобы выдерживать очень высокие уровни давления и натяжения, резьбовые шпильки являются обычным креплением для опорных систем и используются для различных применений.

Для чего используется стержень с резьбой?

Стержень с резьбой - это крепежный элемент, который функционирует благодаря резьбе, которая вызывает затягивающее действие за счет вращательного движения.Резьба на стержне позволяет легко прикрутить или прикрепить к нему другие крепления, такие как болты и гайки.

Стержни с резьбой имеют множество применений, эффективно работая как шпилька для скрепления или соединения двух материалов вместе.

Также используются для стабилизации конструкций, их можно вставлять в различные материалы, такие как бетон, дерево или металл, чтобы либо временно создать устойчивое основание во время строительства, либо их можно установить постоянно.

Как правильно выбрать резьбовую шпильку

На рынке доступно несколько типов резьбовых стержней, которые подходят для различных целей, условий и материалов.

Стержень с полной резьбой, поставляемый Armafix, обычно используется, когда требуется эффективная сила захвата по всей длине стержня.

Они часто используются для выравнивания конструкций или встраиваются в такие материалы, как бетон, поскольку резьба обеспечивает хорошее сопротивление.

Материал - еще один важный фактор, который следует учитывать при выборе наиболее подходящей удочки для вашего применения.

Резьбовые стержни используются в различных секторах и для различных целей, таких как строительство, сантехника, производство, судоходство, сельское хозяйство, добыча нефти и подрядные работы.

Armafix работает с несколькими секторами, чтобы предоставить решения по ремонту и конкурентоспособные цены для различных клиентов. Поставляем несколько резьбовых шпилек:

Стержень с резьбой, покрытый ярким цинком:

Резьбовой стержень BZP покрыт цинком для различных применений.

A2 Резьбовой стержень из нержавеющей стали:

Отделка из нержавеющей стали обеспечивает дополнительную защиту от коррозии.

Горячеоцинкованный резьбовой стержень:

Резьбовые стержни, оцинкованные горячим способом, имеют прочное цинковое покрытие, обеспечивающее дополнительный слой защиты от коррозии.

Стержень с нейлоновой резьбой - M10 x 1 м:

Резьбовые стержни из нейлона предназначены для использования в холодильных установках.

Здесь, в Armafix, мы предлагаем разные размеры и длину для каждого из наших резьбовых стержней, чтобы удовлетворить большинство проектов. Если вы не видите то, что ищете, свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.

Как отрезать стержень с резьбой

Иногда необходимо обрезать резьбовой стержень, чтобы он соответствовал вашему проекту. Это общий вопрос, и он не так прост, как вы думаете.Стержень может быть трудно удерживать на месте, и это может повлиять на резьбу.

Возможно, самый простой и эффективный способ нарезания стержня с резьбой - это использовать резак для стержней, который будет производить чистый рез без заусенцев с меньшими усилиями и меньшими затратами времени, а также он легкий и может использоваться для работы над головой.

Нарезка стержня с резьбой ножовкой

Если вы используете ножовку, хороший совет - взять небольшой деревянный брусок и просверлить в нем отверстие, чтобы продеть в него стержень.

Закрепите стержень в тисках двумя гайками с каждой стороны, используя тонкий пропил, после чего стержень можно разрезать и удерживать на месте. После того, как он будет разрезан, вы можете открутить гайки, что поможет аккуратно очистить концы и сохранить резьбу в хорошем состоянии.

Простую иллюстрацию этого можно найти здесь.

Другой эффективный метод - использование настольных тисков для удержания стержня на месте и угловой шлифовальной машины для резки стержня. Обрежьте дорогу под прямым углом и обязательно подождите несколько минут, прежде чем касаться только что обрезанной кромки после использования угловой шлифовальной машины, так как она будет горячей.

Как гнуть стержень с резьбой

Помимо резки стержня с резьбой, иногда его необходимо согнуть, чтобы он соответствовал предполагаемому применению. Это требует использования настольных тисков и пропановой или кислородно-ацетиленовой горелки и должно выполняться с осторожностью.

Снова вставив два болта в тиски, чтобы закрепить вокруг стержня, надежно зафиксируйте стержень с резьбой на месте. Примените зажженный фонарик к той части стержня, которую вы хотите согнуть.

Металл может быть поврежден слишком большим нагревом, но для нержавеющей стали - как правило, - как правило, когда она становится красноватой, она готова к изгибу.Вы можете нагреть стержень несколько раз, пока не получите желаемую форму.

Не забывайте использовать прочные перчатки и очки!

Крепление стержня с резьбой

Если вам нужно соединить стержни с резьбой, вы можете использовать соединительные болты, чтобы получить необходимую длину и скрепить их вместе.

Вы также можете использовать пластиковые защитные колпачки для резьбовых стержней, чтобы закрыть и защитить концы.

Где купить шпилька

Вы можете купить резьбовой стержень в Armafix, а также соответствующие аксессуары для резьбового стержня, которые будут сопровождать вашу покупку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *