Двигун автомобіля ЗІЛ-130 (поршнева група)

    Двигун автомобіля ЗІЛ-130 (поршнева група)

 

Двигун автомобіля“ЗІЛ-130 карбюраторний, чотиритактний, восьмициліндровий, що має циліндри, розташовані в ряд під кутом 45° від вертикалі, з робочим об'ємом 1,48 л і номінальною мірою стиснення 8,8. Розрахований для роботи на паливі з октановим числом-" по дослідницькому методу не менше за 93.

Верхнє розташування клапанів з приводом від розподільного  вала, розташованого на головці циліндрів, компактна полісферична камера згоряння, двохкамерний карбюратор з послідовним відкриттям дроселів і рідинного підігрівання робочої суміші забезпечують отримання високих потужностей і економічних показників двигуна. Максимальна потужність двигуна не менше за 75 к. с. при частоті обертання колінчастого вала 5 800 об./хв.

Поряд з високими потужностей  і економічними показниками двигуна  його конструкція забезпечує тривалу  надійну роботу і підвищену зносостійкість деталей і вузлів. Для підвищення безвідмовності і довговічності на двигуні мод. ЗІЛ-130 застосовані:

повнопроточний масляний фільтр, що забезпечує 100%-ого очищення масла; сталебронзові або сталеалюмініеві шатунні і корінні вкладиші, що витримують великий питомий тиск при високих температурах; поршень з терморегулюючою вставкою, що володіє великою зносостійкістю і безшумністю роботи в моменти прогрівання холодного двигуна; легкоз’ємні мокрі гільзи циліндрів, що мають поліпшений тепловідвід від дзеркала і що дозволяють проводити їх легку заміну при капітальному ремонті двигуна без якої-небудь ремонтної обробки самого блоку циліндрів; блок циліндрів і оребренний, масляний картер з алюмінієвого сплаву, які завдяки високій теплопровідності алюмінію дозволяють мати хороше охолоджування масла двигуна без застосування на автомобілі масляному радіатора.

Одночасно на двигуні мод. ЗІЛ-130 застосовані вже випробувані раніше на інших двигунах “ЗІЛ” матеріали і конструкції, до яких відносяться: сідла клапанів із загартованого легованого чавуна; хромоване верхнє поршневе кільце; самопіджимні гумові сальники ущільнення колінчастого вала; відцентовий пастки для збору брудних часток в шатунних шийках колінчастого вала і ін.

 

1. Будова та принцип дії

 
Будову автомобіля “ЗІЛ-130” добре видно на рисунку 1,2 в повздовжньому та поперечному вигляді.

Рисунок 1- Повздовжній розріз двигуна

1-ведуча шестерня приводу  газорозподілу; 2-шків колінчастого  вала; 3, 17 –самопіджемні манжети  (сальники); 4-храповик; 5-масляний фільтр; 6-зірочка натяжного пристрою; 7,8 - відповідно нижня і верхня  кришки розподільних зірочок; 9 -ланцюг  приводу механізму газораспределения; 10 -ведена шестерня механізму  газоросподілу; 11- розподільний вал; 12 головка циліндрів; 13- гільза циліндра; 14 - блок циліндрів; 15 -картер зчеплення; 16- маховик; 18 - колінчастий вал; 19 - масло приймач; 20- упорна шайба; 21-масляний насос;

 

Рисунок 2- Поперечний розріз двигуна

1- колектор; 2- сідло випускного  клапана; 3- пружина клапана велика; 4- клапан випускний; 5- пробка маслозаливного  отвору; 6- коромисло клапана; 7- клапан  впускний; 8- труба впускна; 9- карбюратор; 10- сідло впускного клапана; 11- стартер; 12- щуп масляного картера; 13- прокладки  масляного картера; 14- вкладиш підшипника шатуна. .

Під час першого такту (впускання) поршень переміщується від ВМТ до НМТ, впускний клапан відкритий, а випускний — закритий. У циліндрі створюється знижений тиск (0,08...0,09 МПа), а температура підвищується до 90...125 °С.

На другому такті (стискання) поршень переміщується від НМТ до ВМТ, впускний і випускний клапани закритий. В циліндрі створюється підвищений тиск (1,0... 1,2 МПа — в карбюраторних двигунах і 1,5...2,0 МПа — в дизелях), а температура наприкінці цього такту досягає 350...450 °С у перших і 600...700 °С в других.

На третьому такті (робочий  хід) поршень переміщується від  ВМТ до НМТ, клапани закриті. В  карбюраторному двигуні відбувається займання робочої суміші від іскри  на свічці. При цьому тиск газів  досягає 3,5...4,0 МПа, а температура  — 2000 °С. Під дією такого тиску поршень переміщується від ВМТ до НМТ.

На четвертому такті (випускання) поршень переміщується від НМТ до ВМТ, випускний клапан відкритий. Тиск знижується до 0,1 МПа.

Після закінчення четвертого такту розпочинається новий цикл, і корисна механічна робота здійснюється двигуном тільки протягом одного такту — робочого ходу. Решта три такти — випускання, впускання, стискання — є підготовчими і здійснюються завдяки кінематичній енергії маховика, що обертається за інерцією у проміжках часу між робочими ходами. Якщо двигуни мають кілька циліндрів, які працюють у певному порядку, то підготовчі такти в одних циліндрах здійснюються завдяки енергії, що розвивається в інших циліндрах.  

 

 

2. Технічне обслуговування  

 

Таблиця 1. Контрольні, регулювальні і профілактичні роботи, виконані при технічному обслуговуванні

Вид роботи

Пробіг при  якому виконують роботу, тис. км

Період Обкат-ки

Подальша експлуатація

0,5-0,7

4-5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Двигун

Регулювальні:

Тепловий зазор  в приводі клапанів

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Натяг ціпка приводу механізму  газорозподілу

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Натяг паска привода вентилятора

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Частоту обертання колінчастого вала в режимі холостого хода

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

профілактичні роботи

Замінити фільтрую-чий  елемент повнопроточного фільтра  очистки масла

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Довести до норми рівень:

Провірити рівень рідини в системі охолодження

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Замінити рідину в системі охолодження

-

-

-

-

-

-

-

+

-

-

-

-

Масла в картері двигуна

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

заміна

Замінити фільтруючий  елемент фільтра тонкої очистки  масла

+

Через 50 тис. км пробігу.

Підтягувальні

Гайки шпильок кріплення  головки циліндрів

+

-

-

+

-

-

-

-

-

-

-

-

Різьбові з’єднання

+

+

-

+

-

-

-

-

-

-

-

-

 

3. Ремонт та методи відновлення 

 

Двигун є- найбільш складним агрегатом автомобіля. Від правильного  визначення його стану і своєчасного  усунення несправностей залежить безвідмовність автомобіля.

У нормальних експлуатаційних  умовах технічний стан двигуна протягом тривалого часу залишається стабільним. Однак внаслідок природного зносу експлуатаційні якості двигуна поступово гіршають і для відновлення його працездатності необхідний, ремонт. Умовно розрізнюють два види ремонту поточний і капітальний.

Поточний ремонт призначений  для відновлення працездатності двигуна шляхом заміни або ремонту окремих його деталей, крім основних, до яких відносять блок і головку циліндрів, колінчастий і розподільний вали. При поточному ремонті можуть бути замінені поршневі кільця, поршні, вкладиші корінних і шатунних підшипників і інші деталі.

При капітальному ремонті відновлюють зазори і натяги до величин, що знаходяться в межах, зумовлених кресленнями. При цьому гільзи циліндрів і колінчастий вал замінюють новими або піддають механічній обробці під ремонтний розмір..

Основою для ремонту служать  ті або інші несправності двигуна, виявлені під час експлуатації автомобіля або під час профілактичних оглядів. Деякі несправності виявляють відразу після їх виникнення, наприклад припинення подачі палива через прорив діафрагми паливного насоса, перебої в роботі двигуна внаслідок відмови в роботі свічки запалювання і т.п. Такі несправності усуваються негайно. Багато які ж несправності тривалий час не виявляються досить виразно, наприклад падіння тиску масла, підвищений пропуск газів через поршневі кільця і т.п. При наявності таких несправностей, двигун працює зовні задовільно, але проте вони приводять до зносу основних деталей.

Своєчасне усунення несправностей  сприяє продовженню загального терміну  служби двигуна до капітального ремонту. При визначенні несправностей потрібно уникати навіть часткового розбирання двигуна, оскільки при цьому порушується притирання поверхонь зв'язаних деталей і з'являється можливість попадання в двигун часток бруду, що призводить до підвищеного зносу деталей під час подальшої експлуатації.

Такі відповідальні деталі, як поршневі кільця, вкладиші підшипників колінчастого вала і сальники, можуть працювати значно довше, якщо не порушується їх притирання. У тих випадках, коли з'ясування причин несправності неминуче вимагає часткового або повного розбирання, рекомендується ретельно перевірити стан всіх розібраних деталей і міру їх зносу. У цих випадках, щоб уникнути повторного ремонту, поршневі кільця і вкладиші підшипників замінюють новими відповідних ремонтних або стандартних розмірів навіть в тому випадку, якщо їх працездатність ще до кінця не вичерпана.

Загальна тривалість служби двигуна визначається інтенсивністю  зносу основних його деталей. За досвідченим  даними, в середніх умовах експлуатації знос гільз циліндрів складає до 0,32 мкм, знос шатунних шийок. 0,06 мкм і знос корінних шийок колінчастого вала до 0,05 мкм на 1000 км пробігу. Ресурси двигуна до капітального ремонту визначаються допустимою величиною зносу гільз циліндрів. За досвідченим даними, такою величиною є знос 0,07 мм. Таким чином, термін служби двигуна до капітального ремонту оцінюється пробігом автомобіля 125 тис. км. Як відмічалося вище, блок циліндрів не вимагає ремонтної обробки при капітальному ремонті і тому може бути неодноразово використаний для двигуна, що ремонтується. Придатність використання блоку циліндрів для двигуна, що капітально ремонтується визначається тільки зносом постілю під вкладиші корінних підшипників.

У ході нормальної експлуатації двигуна між капітальними ремонтами  виникає потреба в поточних ремонтах для підтримки задовільного технічного стану двигуна.

3.1 Визначення  технічного стану 

 

Уявлення про технічний  стан двигуна (без його розбирання) для визначення необхідності в ремонті  може бути складене на основі оцінки наступних  чинників: тривалість терміну служби двигуна від початку експлуатації і від попереднього ремонту, а  також характеру попередніх ремонтів; витрати масла; величини компресія  в кожному з циліндрів; наявності незвичайних стукотів і шумів при роботі двигуна; потужності, що розвивається і витрати палива.

Основною вирішальною ознакою, що визначає потребу двигуна в ремонті, є витрата масла. Підвищена витрата масла супроводиться, як правило, з глушника і оливноналивної горловини і є слідством зносу поршневих кілець, гільз, циліндрів, поршнів, що направляє втулок клапанів і недостатньої пружності уплотняючих гумових кілець на стержнях клапанів. Зниження компресії, “бавовна” в карбюраторі і глушителі при роботі двигуна і поганий пуск його є ознаками нещільного прилягаючого клапанів до сідел. Поява незвичайних стукотів і шумів при роботі двигуна є слідством збільшення зазорів в окремих сполученнях деталей, що труться. Стукоти і шуми в різних сполученнях розрізнюються по характеру і тону звуку.

Внаслідок зносу деталей  двигуна знижуються динамічні якості і гіршає економічність автомобіля. Однак ці показники залежать в  більшій мірі від стану допоміжних агрегатів двигуна і автомобіля. Тому зниження динамічних якостей автомобіля або великі витрати палива не завжди є достатньою основою для розв'язання питання про необхідність ремонту двигуна.

 

3.2 Перевірка величини витрати (чаду) масла.

Однією з основних ознак, вказуючих на необхідність “заміни  поршневих кілець, а надалі і на потребу в капітальному ремонті  двигуна, є експлуатаційна витрата  масла (при відсутності його підтікання).

Протягом терміну служби двигуна, починаючи з моменту  обкатки і до першої заміни поршневих  кілець, витрата масла не залишається  постійною. Поступово знижуючись за період обкатки, він звичайно стабілізується після пробігу 2 тис. км, а іноді 5 тис. км і не перевищує при цьому 80 г на 100 км пробігу. До моменту, коли пробіг автомобіля наближається до 60 -80 тис. км, витрата масла починає зростати.

Двигун вимагає ремонту, якщо витрата масла на 100 км пробігу  перевищує 250 г. У цьому випадку, як правило, потрібна заміна зношених компресійних і маслоз’ємних поршневих кілець новими, переважно номінального розміру.

Експлуатаційна витрата (в грамах) масла (на чад) на 100 км пробігу

q= 100(Q1 Q2+Q3)/L,

де Q1 кількість залитого в картер масла, r; Q2 кількість злитого  з картера масла, r; Q3 кількість  долитого свіжого масла між його змінами, r; L пробіг між двома змінами масла, км.

Як випливає з формули, витрату масла визначають по його масі за час, відповідний пробігу  між двома змінами масла (5 10 тис. км). Щоб уникнути помилок при вимірюваннях маси масла його температура перед зливом з картера повинна бути не нижчою за +6 °С. Щоб гарантувати повний злив масла з картера, треба почекати не менше за 10 хв.

При необхідності визначити  витрату масла за більш короткий період часу можна обмежитися пробігом 200 км (не менш) при режимі рівномірного рушення з швидкістю 50- 60 км/год.

 

3.3 Перевірка компресії в циліндрах 

 

Компресію (тиск в кінці такту стиснення) в циліндрах двигуна перевіряють компресометром (рис. 3).

Перед вимірюванням перевіряють  правильність клапанних зазорів  і при необхідності регулюють  їх. Потім двигун прогрівають до температури охолоджуючої рідини (80 -90°С), вивертають всі свічки запалювання і відкривають повністю повітряну заслінку і дросель. Після цього вставляють гумовий наконечник 6 компресометра в отвір, для свічки запалювання першого циліндра, щільно притискують наконечник до кромки отвору і провертають колінчастий вал двигуна стартером доти, поки тиск в циліндрі не перестане збільшуватися.

Рисунок 3-Компресометр: манометр; 2- штуцер; 3 -ковпачкова гайка; 4-зворотний клапан; 5-гумовий шланг; 6- гумовий наконечник

Для отримання правильного  свідчення компресометра колінчастий вал двигуна повинен обертатися з частотою 180- 200 об/хв. або вище, але не більше за 350 об/хв. Акумуляторна батарея повинна бути повністю заряджена. Допускається тимчасове підвищення напруги на зажимах стартера при підключенні відсутнього джерела струму.