Ремонт колінчастого валу двигуна ЗІЛ-130

Поняття "автомобіль" включає легковий, вантажний автомобіль і автобус. Незважаючи на низку важливих конструктивних відмінностей, між ними є багато спільного: двигун внутрішнього згоряння, несуча система з підвіскою та шинами, органи управління, гальмівна система. На автомобільних заводах кінцевим продуктом виробництва можуть бути як автомобілі в зборці, так і окремі їх складові частини (двигуни, задні мости, паливна апаратура і т.п.), що включають велику кількість деталей, вузлів, механізмів і систем.

Двигуни, встановлені на більшості автотранспортних засобів, називаються двигунами внутрішнього згоряння, тому що процес згоряння палива з виділенням теплоти та перетворення її на механічну роботу відбувається безпосередньо в його циліндрах.

Ці двигуни класифікуються

за способом сумішоутворення - на двигуни із зовнішнім сумішоутворенням (карбюраторні та газові), у яких горюча суміш готується поза циліндрами, і двигуни з внутрішнім сумішоутворенням (дизелі), у яких робоча суміш утворюється всередині циліндрів;

за способом виконання робочого циклу - на чотири- та двотактні;

за кількістю циліндрів - на одно-, дво- та багатоциліндрові;

за розташуванням циліндрів - на двигуни з вертикальним або похилим розташуванням циліндрів в один ряд і на V-подібні двигуни з розташуванням циліндрів під кутом (при розташуванні циліндрів під кутом 180° двигун називається з протилежними циліндрами, або оппозитним);

за способом охолодження - на двигуни з рідинним чи повітряним охолодженням;

за видом застосовуваного палива - на бензинові (карбюраторні), дизельні, газові та багатопаливні.

В залежностівід виду застосовуваного палива, способи займання робочої суміші двигунах різні.

Блок циліндрів відливається із сірого чавуну (у двигунів автомобілів сімейства ЗІЛ, КамАЗ, МАЗ та ВАЗ) або з алюмінієвого сплаву (у двигунів автомобілів ГАЗ-2410 "Волга", "Москвич" - 2140).

У дизелів КамАЗ на дзеркало циліндрів наносять дрібну (ромбоподібну) сітку для кращого утримання мастильного матеріалу.

Двигуни з рядним розташуванням циліндрів мають одну загальну головку циліндрів, двигуни з V-подібним розташуванням циліндрів - дві (двигуни ЗІЛ-130, ГАЗ - 53-11) або чотири на кожні три циліндри (двигун ЯМЗ-240). У двигунів автомобілів КамАЗ кожен циліндр має окрему головку циліндра.

Нижню головку, як правило, роблять роз'ємною в площині перпендикулярної до осі шатуна. У тих випадках, коли нижня головка має значні розміри і перевищує діаметр циліндра (у дизелів ЯМЗ), площину роз'єму головки роблять під кутом (косий зріз), що дозволяє зменшити радіус кола, що описується нижньою частиною шатуна.

На кришці та стрижні шатуна дизеля КамАЗ-740 мітки вибивають у вигляді тризначних номерів. Крім того, на кришці шатуна вибивають порядковий номер циліндра. Так, у двигуна ЗІЛ-130 мітка на дно поршня повинна бути спрямована до передньої частини двигуна. При цьому мітка на шатуні для лівого ряду циліндрів повинна бути спрямована в одну сторону з міткою на поршні, а мітка на шатуні для правого ряду циліндрів повинна бути спрямована в протилежний бік щодо мітки на поршні.

1. Технологічна частина

1.1Призначення, будову та умови роботи деталі

Колінчастий вал - деталь (або вузол деталей у разі складеного валу) складної форми, що має шийки для кріплення шатунів, відяких приймає зусилля і перетворює в крутний момент. Складова частина кривошипно-шатунного механізму (КШМ).

Корінна шийка- опора валу, що лежить в корінному підшипнику, розташованому в картері двигуна.
Шатунна шийка— опора, за допомогою якої вал зв'язується з шатунами (для мастила шатунних підшипників є масляні канали).
Щіки— пов'язують корінні та шатунні шийки.
Передня вихідна частина валу(шкарпетка) — частина валу на якому кріпиться зубчасте колесо або шків відбору потужності для приводу газорозподільного механізму (ГРМ) та різних допоміжних вузлів, систем та агрегатів.
Задня вихідна частина валу(хвостовик) - частина валу, що з'єднується з маховиком або масивною шестернею відбору основної частини потужності.
Противаги— забезпечують розвантаження корінних підшипників від відцентрових сил інерції першого порядку неврівноважених мас кривошипу та нижньої частини шатуна.

Більшість сучасних колінвалів виготовляють литтям із високоміцного чавуну. Рідше, якщо потрібна велика міцність, у дизельних та деяких потужних бензинових двигунах застосовують сталеві, ковані вали.

Двигуни дослідного зразка, що виготовляються штучно, мають колінчасті вали, виточені на верстаті зі сталевої болванки, оскільки, незважаючи на високу вартість такого способу виробництва, це обходиться суттєво дешевше, ніж організація виливки або кування під малу серію виробництва.

Отримана тим чи іншим способом заготівля проходить механічну обробку до номінальних розмірів, після чого піддається додатковому зміцненню. Поверхні шийок колінчастого валу обробляються за допомогою хімічного зміцнення при нагріванні, а краї шийок округляються, щоб підвищити міцність іопір втомному руйнуванню.

Колінчастий вал приймає силу тиску газів на поршень і сили інерції поворотно-поступально рухомих мас кривошипно-шатунного механізму. Сили, що передаються поршнями на колінчастий вал, створюють момент, що крутить, який за допомогою трансмісії передається на колеса автомобіля.

Колінчастий вал виготовляють штампуванням з легованих сталей або відливають із високоміцних чавунів.

Колінчастий вал складається з корінних і шатунних шийок, противаг, заднього кінця з отвором для установки шарикопідшипника провідного вала коробки передач і фланця для кріплення маховика, переднього кінця, на якому встановлений хроповик пускової рукоятки і шестерня газорозподілу, шківа приводу вентилятора.

1.2 Характерні дефекти деталі

Основні дефекти колінчастого валу.

2. Зношування зовнішньої поверхні фланця.

3. Биття торцевої поверхні фланця.

4. Зношування маслозгінних канавок.

5. Зношування отвору під підшипник.

6. Зношування отворів під болти кріплення маховика.

7. Зношування корінних або шатунних шийок.

8. Зношування шийки під шестірню і маточину шківа.

9. Зношування шпонкової канавки по ширині.

10. Збільшення довжини передньої корінної шийки.

11. Збільшення довжини шатунних шийок.

1.3 Способи усунення дефектів

Вигин колінчастого валу усувають правкою на пресі.

Вал встановлюють на призму крайніми корінними шийками і, забезпечуючи передачу зусилля на середню шийку, перегинають у протилежний бік, що перевищує прогин приблизно 10 разів. Допустиме радіальне биття без ремонту 0,05 мм.

Чавунні колінчасті вали правлять методом наклепу. Після визначення биття шийоквал встановлюють так, щоб внутрішня поверхня шийки з задирами була звернена вгору, і потім спеціальною оправкою (типу тупого зубила), направленою в жолобник шийки, за допомогою пневматичного молотка, наклепують галтелі з перекриттям лунок, що утворюються, періодично перевіряючи індикатором вал на биття, доводячи до значення 0,05...0,08 мм. Час на редагування цим способом 10 ... 15 хв.

Ознаки: стукіт колінчастого валу.

Причини: викликається або недостатнім тиском і подачею масла, або зазорами між шийками колінчастого валу і вкладишами корінних і шатунних підшипників, що недопустимо збільшилися, через зношування цих деталей.

- За нашою статистикою, типова несправність - "припаяна" вкладка до коленвала; причому для легкового транспорту вкладка зношується і "задирає" колінвал, а для вантажного, де навантаження набагато значніше, вкладка відразу "прилипає" і вже провертається в ліжку блоку. Якщо у відсотковому співвідношенні, то близько 80 відсотків дефектів становить проворот вкладиша і задир валу, решта — природне зношування двигуна, що виробив свій ресурс. Зустрічаються, звичайно, і "ексклюзивні" причини руйнування валу - такі як вал, що лопнув, - але при уважному розгляді виявляється, що раніше вал вже ремонтувався, і були непомічені глибші пошкодження. Що стосується ступеня зносу, то втішно констатувати, що за останні 6 років рівень технічної грамотності автовласників помітно зріс, і виходять з ряду випадків, наприклад, вал зі зношеною шийкою на 2-3 мм, практично не з'являється. Хоча, з іншого боку, таких цін на ремонт, як на початку 90-х, зараз немає — вони впали приблизно на 70 відсотків. Наприклад, якщо тоді ремонт двигуна малотоннажної вантажівки-"Мерседеса" з двигуном ОМ 366 коштував трохименше третини від вартості уживаного автомобіля, то тепер ремонт колінвалу обходиться в 40-50 відсотків від вартості цієї нової деталі.

— Основна технологія ремонту — шліфування у ремонтний розмір та перевірка на вигин. Його правкою, наваркою і напиленням займаємося рідше, коли вже більше нічого не можна зробити, своєрідний варіант "порятунку вмираючого". Причина проста: останніх варіантів характерні нерегламентні руйнації. Визначити, де якісь внутрішні тріщини виникли, — досить трудомістке і дороге завдання, яке часом можна порівняти з вартістю валу. Зробити дефектацію на столичних підприємствах, що мають відповідне обладнання, за прийнятною ціною реально лише в деталі розміром 10×10 см. Коли деталь за розмірами більша, вартість різко зростає, і дешевше виявляється купити новий коленвал.

1.4 Технологічне обладнання, технологічне оснащення