Технология ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108

 

Высокая коррозионная стойкость кузова достигается прежде всего применением  стали с цинковым покрытием на всех коррозионно опасных деталях: поперечинах пола, деталях порогов  дверей и т.д. Предусмотрено уплотнение сварных швов специальной мастикой. Кроме того, увеличение коррозионной стойкости достигается катафорезным грунтом, специальной обработкой закрытых полостей и нанесением эпоксидного защитного покрытия при окончательной обработке кузова.

 

Электрооборудование практически полностью оригинально. В приборах и узлах широко применяется электроника и специализированные интегральные схемы (регулятор напряжения, коммутатор системы зажигания, сигнальные реле). На автомобилях устанавливается мало обслуживаемая или необслуживаемая аккумуляторная батарея, малогабаритный стартер с торцевым коллектором, электронная бесконтактная система зажигания, система встроенных датчиков с приборами, контролирующая работу важнейших систем автомобиля. Введен новый прибор эконометр, позволяющий подбирать наиболее экономичный режим движения. Помимо контрольных приборов, автомобили оснащены специальной системой диагностики [15].

 

Разъем для включения диагностического оборудования станций технического обслуживания размещен под капотом. Он соединен со всеми контрольными точками системы электрооборудования. Система диагностики позволяет обследовать техническое состояние генератора, регулятора напряжения, системы зажигания, аккумуляторной батареи и т.д. Электрический очиститель ветрового стекла имеет три режима работы два постоянных (но с разными скоростями движения щеток) и один прерывистый. На части выпускаемых автомобилей устанавливаются очистители фар. Для улучшения работы очистителей имеется смыватель стекол.

 

Особенности устройства автомобиля ВАЗ-2109. Автомобиль ВАЗ-2109 отличается oт автомобиля ВАЗ-2108 пятидверным кузовом и небольшими изменениями в системе питания двигателя. Двигатель оснащен заборником холодного воздуха, берущим воздух непосредственно под облицовкой радиатора. Он изготовлен из полипропилена и закреплен над радиатором системы охлаждения двигателя. Заборник соединен с терморегулятором воздушного фильтра полипропиленовым воздуховодом каркас кузова другой формы, с двумя проемами для передних и задних допрей [12].

 

Передние боковые двери и их механизмы имеют такое же устройство, как и двери автомобиля ВАЗ-2108, отличие только в размерах. Задние боковые двери подобны по конструкции передним, но незначительно отличаются устройством замков дверей. Замки не запираются снаружи ключом и оснащены дополнительной блокировкой против открывания замка изнутри. Рычажок этой блокировки находится на торце двери под наружным замком. Если перед закрытием двери перевести рычажок вниз, то дверь изнутри открыть будет невозможно. Она откроется только наружной ручкой двери.

 

Особенности устройства автомобиля ВАЗ-21081. На этом автомобиле устанавливается  двигатель модели ВАЗ-21081 с уменьшенным  рабочим объемом (1,1 л) и только четырехступенчатая коробка передач. Кузов и все  остальные узлы и механизмы такие же, как на автомобиле ВАЗ-2108. Двигатель (по сравнению с моделью 2108) имеет другие блок цилиндров, головку цилиндров, коленчатый и распределительный валы. В связи с уменьшенным рабочим объемом двигателя устанавливается карбюратор с иными тарировочными данными, а также несколько измененная система выпуска отработавших газов.

 

Особенности устройства автомобилей  ВАЗ - 21083 и ВАЗ-21093. Эти автомобили отличаются от автомобилей ВАЗ-2108 и  ВАЗ-2109 установкой более мощного  двигателя 21083 с рабочим объемом 1,5 л. Кроме того, на них применяется только пятиступенчатая коробка передач. На части автомобилей может быть установлена цифровая система зажигания. Двигатель 21083 имеет блок цилиндров с увеличенным диаметром цилиндров (82 мм). Также увеличен диаметр поршней и диаметры впускных клапанов и каналов в головке цилиндров. Карбюратор устанавливается с другими тарировочными данными [21].

 

Особенности устройства автомобилей  ВАЗ-21099. Автомобиль ВАЗ-21099 отличаются от всех вышеописанных автомобилей  четырехдверным кузовом типа "седан". Кузов у него трехобъемный, т.е. разделен перегородками на три объема: моторный отсек, салон и багажное отделение объемом 0.43 м3. По устройству и компоновке автомобиль ВАЗ-21099 полностью аналогичен автомобилю ВАЗ-21093 (кроме задней части кузова). На нем тоже устанавливается двигатель 21083 с рабочим объемом 1,5 л и пятиступенчатая коробка передач. Возможна установка панели приборов.

 

1.2 Назначение, типы и виды кривошипно-шатунного  механизма

 

Назначение КШМ. Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.

 

Типы и виды КШМ

 

а) Несмещенный (центральный) КШМ, у  которого ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала.

 

б) Смещенный КШМ, у которого ось  цилиндра смещена относительно оси  коленчатого вала на величину а;

 

в) V-образный кшм (в том числе  с прицепным шатуном), у которого два шатуна, работающие на левый  и правый цилиндры, размещены на одном кривошипе коленчатого вала.

 

Состав КШМ. Детали кривошипно-шатунного  механизма можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные. К первым относится поршень с  кольцами и поршневым пальцем, шатун, коленчатый вал и маховик, ко вторым - блок цилиндров, головка блока, крышка блока распределительных зубчатых колес и поддон (картер). В обе группы входят также и крепежные детали [23].

 

Конструктивное исполнение деталей. Головка блока цилиндров предназначена  для закрытия цилиндра, в ней размещаются  впускные и выпускные каналы и клапана, а также форсунка или свеча. По типам головки блока цилиндров подразделяются на индивидуальные (а), групповые (б) и общие (в).

 

Головка блока цилиндров, как правило, изготавливается из алюминиевых  сплавов методами точного литья  с последующей механической обработкой и имеет очень сложную форму. Головку крепят к блоку цилиндров болтами или шпильками, затяжка которых производится в определённой последовательности и с определённым моментом затяжки, рекомендованным заводом - изготовителем.

 

Цилиндр - одна из основных деталей машин и механизмов: полая деталь с цилиндрической внутренней поверхностью, в которой движется поршень. Цилиндры также как и головка блока цилиндров бывают: индивидуальные, групповые и общие [22].

 

Существует два типа гильз:

 

"Сухие" это гильзы, не имеющие  непосредственного контакта с  охлаждающей жидкостью.

 

"Мокрые" это гильзы, наружная  поверхность которых омывается  охлаждающей жидкостью.

 

Мокрые гильзы обеспечивают хороший  теплоотвод, и могут быть легко  заменены при ремонте. Они чаще всего используются в дизельных двигателях с диаметром цилиндра более 120 мм, но иногда применяется в двигателях с меньшим диаметром цилиндра. Сухие гильзы проще в изготовлении. Двигатели, снабженные сухими гильзами, обладают хорошей ремонтопригодностью. В случае износа гильзу можно легко заменить без расточки цилиндров. Сухие гильзы также можно использовать при ремонте двигателя, в котором раньше гильзы не применялись [14].

 

В большинстве современных двигателей легковых автомобилей цилиндры выполняются непосредственно путем расточки в блоке цилиндров. В случае, когда блок алюминиевый, на стенки цилиндров наносят специальные покрытия, а к сопрягаемым деталям (поршням и кольцам) предъявляются особые требования.

 

Внутренняя поверхность гильзы подвергается специальной обработке - хонингование, хромирование, азотирование. Гильзы отливают из чугуна высокой прочности или специальных сталей. Рубашки и корпус блока цилиндров изготавливают обычно из того же материала, что и станина двигателя.

 

Поршень - деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. Служит также для выполнения вспомогательных тактов по очистке и наполнению цилиндра. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр - поршень. Поршни бывают составными и несоставными [17].

 

Поршень подразделяется на две части: головку и направляющая часть (юбка). В головку входят днище, камера сгорания и канавки для колец. В юбке есть две бабышки для отверстия под палец. Кольца бывают двух видов: компрессионные, служащие для исключения утечки газа из надпоршневого пространства и маслосъемные, предназначенные для удаления масла со стенок цилиндров.

 

Рис.2. Шатунко-поршневая группа: а - поршень; б - поршневые кольца; в - шатун; 1 - юбка поршня; 2 - бобышки; 3 - стопорные  кольца; 4 - головка поршня; 5 - днище; 6 - канавки для установки поршневых  колец; 7 - поршневой палец; 8 - компрессионные кольца; 9 - маслосъемное кольцо; 10 - нижняя крышка шатуна; 11 - вкладыши; 12 - бронзовая втулка; 13 - отверстие для смазки поршневого пальца; 14 верхняя головка шатуна; 15 - стержень.

 

Поршневой палец, служащий для шарнирного соединения поршня с шатуном, изготовляется пустотелым из стали с поверхностной закалкой токами высокой частоты. От продольного перемещения, что могло бы вызвать задиры на стенках цилиндров, палец удерживается в бобышках поршня при помощи двух стопорных колец, вставляемых в кольцевые выточки. Пальцы бывают закрепленными и незакрепленными.

 

Шатун предназначен для соединения поршня с коленчатым валом через  палец. Совершает сложное качательное  движение. Состоит из трех частей: верхняя  головка шатуна, стержень, нижняя головка  с крышкой для крепления на коленчатый вал [19].

 

Коленчатый вал предназначен для  передачи крутящего момента потребителю  и одновременного обеспечения возвратно-поступательного  движения поршня за счет поворота кривошипа. У коленчатого вала есть носок  и хвостовик, на котором установлен маховик.

 

Рис.3. Коленчатый вал двигателя  с маховиком: 1 - коленчатый вал двигателя; 2 - маховик с зубчатым венцом; 3 - шатунная шейка; 4 - коренная (опорная) шейка; 5 - противовес.

 

Маховик - это массивный металлический  диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику. Маховик же передает крутящий момент через сцепление на коробку передач.

 

Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает [9].

 

1.3 Кривошипно-шатунный механизм двигателя ВАЗ 2108

 

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного  движения поршня под действием энергии  расширения продуктов сгорания топлива  во вращательное движение коленчатого  вала. Механизм состоит из поршня с поршневыми кольцами и пальцем, шатуна, коленчатого вала и маховика [2].

 

N = 54,3 л. с. при n = 5600 об/мин

 

Max частота вращения клеенчатого  вала = 7,94 кгс*м

 

Диаметр поршня: D = 76 мм

 

Ход поршня: S = 60,6 мм

 

Радиус кривошипа: R = 30,3 мм

 

Степень сжатия: е = 9,0

 

Поршень 4 отливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Поскольку алюминий имеет высокий температурный  коэффициент линейного расширения, то для исключения опасности заклинивания поршня в цилиндре в головке поршня над отверстием для поршневого пальца залита терморегулирующая стальная пластина 5. Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов: Измерять диаметр поршня для определения его класса можно только в одном месте: в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу на расстоянии 51,5 мм от днища поршня. В остальных местах диаметр поршня отличается от номинального, т.к наружная поверхность поршня имеет сложную форму. В поперечном сечении она овальная, а по высоте коническая. Такая форма позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня из-за неравномерного распределения массы металла внутри поршня. На наружной поверхности поршня нанесены кольцевые микроканавки глубиной до 14 микрон. Такая поверхность способствует лучшей приработке поршня, так как в микроканавках задерживается масло. В нижней части бобышек под поршневой палец имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Для улучшения условий смазки в верхней части отверстий под палец сделаны два продольных паза шириной 3 мм и глубиной 0,7 мм, в которых накапливается масло. Ось отверстия под поршневой палец смещена на 1,2 мм от диаметральной плоскости поршня в сторону расположения клапанов двигателя. Благодаря этому поршень всегда прижат к одной стенке цилиндра, и устраняются стуки поршня о стенки цилиндра при переходе его через ВМТ. Однако, это требует установки поршня в цилиндр в строго определенном положении. При сборке двигателя поршни устанавливаются так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону передней части двигателя. По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: "Г", "+" и "-". Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов:

 

Таблица 1.

 

 

Класс 

Диаметр поршня