Ремонт коленчатого вала ВАЗ-21073

 

 

 

 
Введение

Создание парка автомобилей потребовало организации их ремонта для поддержания работоспособного состояния.

На сегодняшний день эффективное использование автомобилей при всем разнообразии их конструкций и условий эксплуатации зависит от выбора соответствующей стратегии ремонта, системы правил, однозначно определяющих выбор решение о месте, времени выполнения ремонтных работ и их содержании за весь период эксплуатации автомобиля до списания. Главной задачей при выборе стратегии является восстановление работоспособности автомобиля до уровня, обеспечивающего его использование с заданными параметрами в течение очередного межремонтного цикла с наименьшими удельными затратами.

Функции    авторемонтного производства заключаются в экономически обоснованном устранении неисправностей и восстановлении ресурса автомобилей.  Ремонтное производство обладает существенными отличиями от машиностроения, что определяет необходимость изучения его специфичных процессов, в том  числе процессов восстановления свойств  автомобилей, утраченных во время длительной эксплуатации.                

Восстановление поврежденных и изношенных деталей является важным резервом экономии трудовых и материальных ресурсов. Но прежде чем коснуться практики по восстановлению, дадим ему определение.                

Теория восстановления – наука, объектом изучения которой служит широкий спектр явлений и закономерностей, связанных с одновременно протекающими процессами старения, разрушения разнообразных технических систем. Возникает вопрос, как эта теория касается автомобиля.

Ответом может служить следующее определение. Теория восстановления автомобилей – теория, содержательная часть и методы которой используются в целях совершенствования практики и повышения эффективности ремонта (восстановления свойств, восстановления работоспособности) машин и длительно используемых автомобилей.                

В последние годы все чаще поднимается вопрос о том, как лучше производить ремонт автомобилей. Ремонтировать путем замены изношенной детали на новую или же восстанавливать старую.                

Детали автомобилей, сложные изделие, которые требует строгого соблюдения технологии при изготовлении.  Поэтому окончательная  цена готовой детали составляет несколько тысяч рублей. Так стоит ли выбрасывать столь дорогое и сложное изделие, если его срок службы можно продлить?                

Нам было предложено на базе автотранспортного предприятия спроектировать участок по восстановлению коленчатых валов, предложить наиболее рациональный метод его восстановления и показать, что это выгодно.

Существует множество технологий восстановления коленчатых валов. Это, методы напыления покрытия, наплавки, гальванические методы восстановления, вибродуговые, газопламенные и другие. У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Поэтому при выборе технологии мы должны учитывать не только достоинства метода, но и возможности предприятия для введения этого метода в производство.

Возвращаясь к практическому применению восстановления, опираясь на литературные источники [2,3], видно, что стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Так, например, при производстве автомобильных деталей расходы на материалы и изготовление заготовок (отливок, паковок, штамповок) составляет 70…75 % их стоимости, а при восстановлении деталей эти затраты составляют 6…8%, так как заготовкой является сама деталь и при этом обрабатываются только те поверхности, которые имеют дефекты [1]. Затраты на восстановление деталей в зависимости от их конструктивных особенностей и степени изношенности составляют 10…50% стоимости новых деталей [1].

При этом чем сложнее деталь (в нашем случае коленчатый вал) и, следовательно, чем дороже она в изготовлении тем ниже относительные затраты на ее восстановление.

Восстановление деталей является крупным резервом обеспечения автомобильной техники запасными частями, расходы на которые в настоящее время составляют 40…60% себестоимости капитального ремонта автомобилей. Расширение номенклатуры восстановления деталей позволяет уменьшить потребности в производстве запасных частей.

Повышение надежности отремонтированных автомобилей (агрегатов) зависит от качества восстановления деталей. В настоящее время авторемонтное производство располагает всеми современными способами восстановления, обеспечивающими послеремонтные ресурсы деталей на уровне, близком к ресурсам новых.

Целью дипломного проекта, является – показать техническую и экономическую целесообразность организации специализированных производственных подразделений по восстановлению деталей автомобилей в условиях автотранспортного предприятия на примере технологии восстановления коленчатого вала двигателя автомобиля ВАЗ-21073

 

 

 

1. Краткая техническая  характеристика автомобиля ВАЗ-21073.

 

КУЗОВ
Тип кузова	Седан
Количество дверей	4
Количество мест	5
Длина	4145 мм
Ширина	1620 мм
Высота	1446 мм
Колесная база	2424
Колея передняя	1365
Колея задняя	1321
Объем багажника минимальный	385 л
ДВИГАТЕЛЬ
Расположение двигателя	Спереди, продольно
Объем двигателя	1568 см3
Тип цилиндра	Рядный
Количество цилиндров	4
Ход поршня	-
Диаметр цилиндра	-
Cтепень сжатия	-
Газораспределительный механизм	-
Количество клапанов на цилиндр	2
Система питания	Карбюратор
Наличие турбонадува	-
Мощность	54,8 / 5600 л.с
Крутящий момент	120 / 3000 н*м
Топливо	АИ-92
ТРАНСМИССИЯ
Передаточное отношение главной пары	3.9
Привод	Задний
Кол-во передач (мех коробка)	5
Кол-во передач (автомат коробка)	-
ПОДВЕСКА
Тип передней подвески	Двойной поперечный рычаг
Тип задней подвески	Винтовая пружина
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Усилитель руля	-
Тип рулевого управления	глобоидальный червяк - двухгребневый ролик, без усилителя
ТИП ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ
Передние тормоза	Дисковые
Задние тормоза	Барабанные
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Объем топливного бака	39
Время разгона (0-100 км/ч)	-
Максимальная скорость	150 км/ч
Расход топлива на шоссе	6.9 л/100км
Расход топлива в городе	9.4 л/100км
Расход топлива Смешанный цикл	8.5
Клиренс	170 мм
Снаряженная масса автомобиля	1060 кг
Размер шин	175/70R13 (82, S,T,H), 165/70R13 (79, S,T)

 

2. Продольный и поперечный  разрез двигателя мод. 21073

 

Рис.2. Продольный разрез двигателя мод. 21073

 

Рис.3. Поперечный разрез двигателя мод. 21073

 

3. Особенности устройства  коленчатого вала двигателя автомобиля  ВАЗ-21073

 

Коленчатый вал — пятиопорный, отлит из чугуна. Поверхности шеек вала закалены токами высокой частоты на глубину 2-3 мм. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник ведущего вала коробки передач, по наружному диаметру которого центрируется маховик.

Шатунные и коренные шейки коленчатого вала соединяются каналами, по которым подводится масло для смазки шатунных подшипников. Технологические выходы каналов закрыты колпачковыми заглушками, которые запрессованы и для надежности зачеканены в трех точках.

 

Рис.4. Коленчатый вал с маховиком.

 

Для продления срока службы коленчатого вала предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленчатого вала при износе или повреждении их поверхностей. Шлифованием диаметры шеек уменьшаются на 0,25; 0,5; 0,75 и 1,00 мм.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников -сталеалюминиевые. Верхние вкладыши 1-, 2-, 4- и 5-го коренных подшипников имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние без канавки (до 1987 г. нижние вкладыши этих подшипников устанавливались с канавкой). Вкладыши центрального (3-го) коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности. Все вкладыши шатунных подшипников без канавок, одинаковые и взаимозаменяемые.

Маховик отливается из чугуна и снабжен стальным зубчатым венцом для пуска двигателя стартером. Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого венца) — находилась против шатунной шейки 4-го цилиндра. Метка служит для определения ВМТ в первом и четвертом цилиндре.

Очистка каналов системы смазки

Для очистки удалите заглушки каналов. Затем прогоните гнезда заглушек зенкером А.94016/10, надетым на шпиндель А.94016, тщательно промойте каналы бензином и продуйте сжатым воздухом.

Оправкой А. 86010 запрессуйте новые заглушки и для большей надежности зачеканьте каждую заглушку в 3-х точках кернером.

Коренные и шатунные шейки

Проверка. Установите коленчатый вал крайними коренными шейками на две призмы и проверьте индикатором:

биение коренных шеек (максимально допустимое 0,03 мм);

биение посадочных поверхностей под звездочку и подшипник ведущего вала коробки передач (максимально допустимое 0,04 мм);

смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек (максимально допустимое ±0,35 мм).

неперпендикулярность по отношению к оси коленчатого вала торцевой поверхности фланца. При проворачивании вала индикатор, установленный сбоку на расстоянии 34 мм от оси вала, не должен показывать биения более 0,025 мм.

На коренных, шатунных шейках и на щеках коленчатого вала трещины не допускаются. Если они обнаружены, замените вал.

На поверхностях коленчатого вала, сопрягаемых с рабочими кромками сальников, не допускаются царапины, забоины и риски.

Измерьте диаметры коренных и шатунных шеек. Шейки следует шлифовать, если их износ больше 0,03 мм или овальность шеек более 0,03 мм, а также, если на шейках есть задиры и риски (рис.5 и 6).

 

Рис.5. Предельные размеры коренных и шатунных шеек вала.

 

Рис.5. Максимально-допустимый износ коренных и шатунных шеек вала.

 

Вкладыши коренных подшипников

На вкладышах нельзя производить никаких подгоночных операций. При задирах, рисках, или отслоениях антифрикционного слоя замените вкладыши новыми.

Проверьте зазор между вкладышами и шейками коленчатого вала:

Расположите отрезок калиброванной пластмассовой проволоки на проверяемой шейке;

Установите крышки с коренными вкладышами и затяните крепежные болты крышек моментом 80,4 Н-м (8,2 кгс-м).

Снимите крышки и по величине сплющивания проволоки по шкале упаковки определите величину зазора.

Зазор между шейками коленчатого вала и вкладышами можно определить расчетом, измерив диаметры коренных шеек, постелей под вкладыши и толщину вкладышей.

Номинальный расчетный зазор составляет 0,050— 0,095 мм. Если он меньше предельного (0,15 мм), то можно снова использовать эти вкладыши. При зазоре большем предельного замените на этих шейках вкладыши новыми.

 

 

Если шейки коленчатого вала изношены и шлифуются до ремонтного размера, то вкладыши замените ремонтными (увеличенной толщины).

Признаком правильности сборки и сопряжения шеек с вкладышами является свободное вращение коленчатого вала.

Маховик

Проверьте состояние зубчатого обода и в случае повреждения зубьев замените маховик. Поверхности маховика, сопрягаемые с коленчатым валом и с ведомым диском сцепления, должны быть без царапин, задиров и быть совершенно плоскими. Если на рабочей поверхности маховика под ведомый диск сцепления имеются царапины, проточите эту поверхность, снимая слой металла толщиной не более 1 мм. Затем проточите поверхность крепления сцепления, выдерживая размер (0,5±0,1) мм. При проточке необходимо обеспечить параллельность поверхностей крепления сцепления и опорную поверхность ведомого диска сцепления относительно поверхности крепления к фланцу коленчатого вала. Допуск непараллельности составляет 0,1 мм.

Установите маховик на оправку, центрируя его по посадочному отверстию с упором на поверхность крепления к фланцу коленчатого вала, и проверьте биение плоскостей поверхности крепления сцепления и поверхности ведомого диска сцепления. В крайних точках индикатор не должен показывать биений, превышающих 0,1 мм.

Проверка осевого зазора коленчатого вала

Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя упорными полукольцами, установленными по обе стороны заднего коренного подшипника. С передней стороны подшипника устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, а с задней стороны — металлокерамическое (желтого цвета). Полукольца изготавливаются нормальной толщины (2,310—2,360 мм) и увеличенной (2,437—2,487 мм). Осевой зазор между упорными полукольцами и упорными поверхностями коленчатого вала проверяется так:

установите индикатор на магнитной подставке и вставьте концы двух отверток;

переместите вал отвертками и проверьте по индикатору осевой зазор, который должен быть в пределах 0,06-0,26 мм.

Если зазор превышает максимально допустимый 0,35 мм, замените упорные полукольца другими, увеличенными на 0,127 мм. Осевой зазор коленчатого вала можно проверять также на двигателе, установленном на автомобиле, с помощью приспособления 67.8701.9510. При этом осевое перемещение коленчатого вала создается нажатием и отпусканием педали сцепления, а величина осевого зазора определяется по перемещению переднего конца коленчатого вала.

4. Дефектовочная карта

 

Материал специальный высокопрочный чугун ВЧ-45. Твердость 250-350 HВ.

Возможные дефекты	Способ установления  дефекта	Размер, мм		Заключение
		По рабочему чертежу	Допустимый без ремонта
Трещины на коренных, шатунных шейках.	Визуально	-	-	Браковать
Износ коренных шеек в пределах ремонтных размеров	Измерьте диаметры коренных шеек микрометрами .	57,795-57,775	больше57,745	Шейки следует шлифовать ближайшего ремонтного размера, если их износ больше 0,03 мм или овальность шеек больше 0,03 мм, а также если на шейках есть задиры и риски.
Износ шатунных шеек в пределах ремонтных размеров	Измерьте диаметры шатунных шеек микрометрами .	47,814-47,834	Больше47,784	Шейки следует шлифовать ближайшего ремонтного размера, если их износ больше 0,03 мм или овальность шеек больше 0,03 мм, а также если на шейках есть задиры и риски.
Износ коренных шеек за пределами ремонтных размеров	Измерьте диаметры коренных шеек микрометрами .	56,795-56,775	больше56,745	Шейки следует восстановить наплавкой, гальвано-покрытиями или другими способами.
Износ шатунных за пределами ремонтных размеров	Измерьте диаметры шатунных шеек микрометрами .	46,814-46,834	Больше46,784	Шейки следует восстановить наплавкой, гальвано-покрытиями или другими способами.
Биение коренных шеек	Установите коленчатый вал на две призмы и проверьте индикатором	0	0,03	биение коренных шеек (максимально допустимое 0,03 мм). При превышении править.
Биение посадочных поверхностей под звездочку и подшипник первичного вала коробки передач	Установите коленчатый вал на две призмы и проверьте индикатором	0	0,04	При превышении править.
Смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек	Установите коленчатый вал на две призмы и проверьте индикатором	0	±0,35 мм	При превышении править
Неперпендику-лярность по отношению к оси коленчатого вала торцевой поверхности фланца.	Установите коленчатый вал на две призмы и проверьте индикатором. При проворачивании вала индикатор, установленный сбоку на расстоянии 34 мм от оси вала, не должен показывать биения более 0,025 мм.	0	0,025 мм	При превышении править
Царапины, забоины и риски на поверхностях коленчатого вала, сопрягаемых с рабочими кромками сальников.	Визуально	-	-	Браковать