Неисправности и ремонт КШМ ВАЗ-2105

Рисунок 1. Схема КШМ ВАЗ - 2105

1. Гайка крепления шкивов

2. Шкив привода генератора и насоса охлаждающей жидкости

3. Ось натяжного ролика

4. Натяжной ролик

5. Шкив распределительного вала

6. Сальник распределительного вала

7. Держатель сальника

8. Упорный фланец распределительного вала

9. Корпус подшипников распределительного вала

10. Распределительный вал

11. Терморегулирующая пластина поршня

12. Поршень

13. Верхнее компрессионное кольцо

14. Нижнее компрессионное кольцо

15. Маслосъемное кольцо

16. Палец поршня

17. Болт крепления крышки шатуна

18. Маховик

19. Упорное полукольцо коленчатого вала

20. Передний подшипник первичного вала коробки передач

21. Зубчатый обод маховика

22. Вкладыши 3-го (центрального) коренного подшипника коленчатого вала

23. Вкладыши 1. 2. 4 и 5-го коренных подшипников коленчатого вала

24. Коленчатый вал

25. Впускной клапан

26.Направляющая втулка клапана

27. Стопорное кольцо

28. Выпускной клапан

29. Зубчатый шкив коленчатого вала

30. Зубчатый ремень

31. Маслоотражательный колпачок

32. Шкив привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса

33. Кронштейн натяжного ролика

34. Пружина натяжного ролика

35. Наружная пружина клапана

36. Тарелка пружин

37. Сухари клапана

38. Рычаг привода клапана

39. Пружина рычага

40. Стопорная пластина пружины рычага

41. Вкладыш и шатуна

42. Крышка шатуна

43. Шатун

44. Регулировочный болт клапана

45. Внутренняя пружина клапана

46. Опорная шайба внутренней пружин.

47. Опорная шайба наружной пружины

48. Метки в.м.т. поршней I и 4-го цилиндров

1.2 Отказы и неисправности агрегата, их признаки и причины, средства диагностирования

Отказы и неисправности кривошипно-шатунный механизм автомобиля ВАЗ - 2105 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Таблица неисправностей

Неисправности кривошипно-шатунного механизма их причина и способ устранения приведены в таблице 2.

Таблица 2.

При диагностировании износа коренных и шатунных подшипников дальнейшая эксплуатация автомобиля категорически запрещена. В остальных случаях с максимальной осторожностью необходимо следовать к месту ремонта.

Ремонт кривошипно-шатунного механизма заключается в основном в выявлении и замене вышедших из строя деталей.

2. Технологическая часть

2.1 Разработка технологического процесса ремонта агрегата

Ремонт коленчатого вала.

Основными дефектами коленчатого вала являются: изгиб, износ шатунных и коренных шеек, износ отверстия под подшипник ведущего вала коробки передач и отверстий фланца вала под болты крепления маховика.

Рисунок 2. Коленчатый вал: 1 -- носок; 2 -- шатунная шейка; 3 -- коренная шейка; 4 -- щека; 5 -- противовес; 6 -- хвостовик с фланцем.

Характеристики детали:

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатунов и передает создаваемый на нем крутящий момент трансмиссии автомобиля. От него так же приводятся в действия различные механизмы двигателя (газораспределительный механизм, масляный насос, распределитель зажигания, насос охлаждающей жидкости).

Коленчатый вал - литой, чугунный, пятиопорный ВАЗ № 2105. Он состоит из коренных и шатунных шеек, щек, противовесов, переднего и заднего концов. Предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленчатого вала при ремонте с уменьшением диаметра на 0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм.

Коленчатый вал изготавливается из специального высокопрочного чугуна ВЧ-45 ГОСТ 7293-85. Твердость 250-350 HВ. Химический состав, механические, технологические и эксплуатационные свойства стали приведены в таблицах 1, 2, 3.

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 диаметру фланца коленчатого вала центрируется маховик.

Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя упорными полукольцами. Они вставляются в гнезда блока цилиндров по обе стороны среднего коренного подшипника, причем с задней стороны ставится металлокерамическое полукольцо (желтое), а с передней стороны - сталеалюминевое. Полукольца изготавливаются двух размеров - нормального и увеличенного по толщине на 0,127мм.

Вкладыши подшипников коленчатого вала - тонкостенные, сталеалюминевые. Верхние вкладыши 1,2, 4 и 5 опор коленчатого вала с канавкой на внутренней поверхности, а нижние вкладыши - без канавки. Шатунные вкладыши (верхние и нижние) также без канавки. Ремонтные вкладыши изготавливаются увеличенной толщины под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25; 0,5; 0,75 и 1 мм.

Ремонт шатуна.

Основными дефектами шатуна являются: изгиб и скручивание стержня, износ отверстия втулки верхней головки и отверстия под втулку, износ отверстия и торцовых поверхностей нижней головки.

Изношенные втулки верхней головки шатуна обычно заменяют новыми. Иногда отверстие втулки растачивают или развертывают под увеличенный ремонтный размер поршневого пальца.

Ремонт поршневого пальца.

Изношенные поршневые пальцы восстанавливают хромированием. Осуществляют наращивание пористого хрома, который хорошо удерживает масло. После нанесения слоя хрома пальцы шлифуют под необходимый 'размер. При износе по диаметру более 0,03 мм пальцы ремонтируют или заменяют новыми. Рекомендуется при капитальном ремонте двигателя устанавливать поршневые пальцы только номинального размера.

Рисунок 3. Шатун

Ремонт поршня.

Основными дефектами поршня являются нагар на днище и канавках, износ канавок под кольца, отверстий в бобышках, трещины и царапины на стенках. Для очистки канавок поршня от нагара применяют приспособление в виде стальной ленты с рукоятками, на внутренней поверхности которого закреплены резцы. Вставляя резцы в канавку и поворачивая приспособление вокруг поршня, удаляют нагар.

Поршни с изношенными канавками под поршневые кольца заменяют новыми соответствующих размеров.

Изношенное отверстие в бобышках поршня восстанавливают развертыванием с последующей установкой поршневого пальца увеличенного размера. Незначительные риски или царапины на наружной поверхности поршня удаляют зачисткой наждачной шкуркой. Поршни с трещинами и глубокими царапинами заменяют на новые.

2.2 Назначение и условия работы агрегата

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) обеспечивает преобразование поступательно-вращательного движения поршня внутри цилиндра во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

На поршень оказывают давление газы, которые вырабатываются при сгорании топливной смеси. При этом он совершает возвратно - поступательные движения, заставляя проворачиваться коленчатый вал двигателя. От него вращательное движение передается на трансмиссию, а оттуда - на колеса автомобиля.

2.3 Основные технические требования к агрегату

Кривошипно-шатунный механизм должен выполнять следующие требования:

· передача усилия от шатуна на трансмиссию, преобразования сложного движения шатуна во вращательное, а также обеспечивать движение поршней во вспомогательных тактах;

· передача усилия от поршня к коленчатому валу, при основном такте (рабочий ход), и для передачи усилия от коленчатого вала поршню при вспомогательных тактах;

· надежность при работе в условиях вибрации и повышенной температуры.

2.4 Выбор рациональных способов устранения дефектов

Основные дефекты приборов кривошипно-шатунного механизма.

Крышки коренных подшипников в процессе ремонта с блоками цилиндров не разукомплектовываются, как и картеры сцепления.

· Пробоины на стенках рубашки охлаждения или картера;

· Износ торцов первого коренного подшипника;

· Трещины и отколы;

· Износ нижнего посадочного отверстия под гильзу;

· Износ верхнего посадочного отверстия под гильзу;

· Износ отверстий под толкатели;

· Износ отверстий во втулках под опорные шейки распределительного вала;

· Износ гнезд вкладышей коренных подшипников и их несоосность;

· Износ отверстий под втулки распределительного вала.

Основные дефекты головки цилиндров:

· Пробоины, прогар и трещины на стенках камеры сгорания, разрушение перемычек между гнездами;

· Трещины на рубашке охлаждения;

· Износ, риски или раковины на рабочих фасках седел клапанов;

· Износ гнезд под седла клапанов;

· Коробление поверхностей прилегания к блоку цилиндров;

· Износ отверстия в направляющие втулки клапана;

· Срыв или износ резьбы под свечи.

Основные дефекты коленчатого вала:

· Изгиб вала;

· Износ наружной поверхности фланца;

· Биение торцевой поверхности фланца;

· Износ маслосъемных канавок;

· Износ отверстия под подшипник;

· Износ отверстий под болты крепления маховика;

· Износ коренных или шатунных шеек;

· Износ шейки под шестерню и ступицу шкива;

· Износ шпоночной канавки по ширине;

· Увеличение длины передней коренной шейки;

· Увеличение длины шатунных шеек.

Основные дефекты шатуна:

· Изгиб или скручивание;

· Износ отверстия нижней головки;

· Износ отверстия под втулку в верхней головке;

· Износ отверстия во втулке верхней головки;

· Уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головок.

Блок цилиндров.

Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковочными признаками. Однако допускается устранение пробоин постановкой заплат, а трещин - заваркой и заделкой синтетическими материалами с последующей постановкой усиливающих деталей.

На чугунных блоках цилиндров перед сваркой концы трещины заваривают сверлом диаметром 5 мм и затем разделывают по всей длине при помощи шлифовального круга, установленного на пневматической или электрической шлифовальной машине, под углом 90…120^o на 4/5 толщины стенки. Заварку ведут после нагрева блока до t^o 600…650^oC ацетил-кислородным пламенем горелкой с мундштуком № 3, используя чугунные прутки диаметром 5 мм и флюсбуру. Шов должен выступать над поверхностью основного металла не более чем на 1,5 мм; руковины и другие включения не допускаются. При охлаждении блока до 450^oC сварку останавливают и его вновь нагревают до заданной температуры. По окончании сварки блок медленно охлаждают.

Сварку можно вести и без предварительного подогрева. В этом случае применяют электродуговую сварку с постоянным током обратной полярности в среде аргона на полуавтомате А-547Р (электродная проволока МНЖКТ диаметром 1,2 мм. Давление аргона у сварочной дуги 30…50 кПа, сила тока 125…150 А, напряжение 27…39 В). При применении электродов ПАНЧ-11 полуавтоматическую сварку можно производить без защитного газа.

Трещины без предварительного нагрева блока можно заваривать электродами МНЧ-1, состоящими из проволоки монель и константана 3…4 мм, покрытой фтористо-кальциевой обмазкой (сила тока 130 А, напряжение 30…35 В, твердость направленного металла HB 170). Сварочный шов получается плотным и хорошо обрабатываемым. Рекомендуется применение электродов ОЗЧ-1 и АНЧ-1, но обработка их шва затруднительна. Электроды ЦЧ-3 и ЦЧ-4 применяются для заварки трещин без последующей обработки.

2.5 План операций технологического процесса восстановления агрегата

Для дальнейшего подробного разбора операций технологического процесса были выбраны следующие операции:

Операция: моечная.

Помойте поршня моющим средством Лабомид 203.

Оборудование:

1. Ванна для мойки деталей.

Инструмент:

1. Щетка по металлу.

2. Ветошь.

3. Синтетическое моющее средство Лабомид 203 (100 г)

Уложить поршни в ванну для мойки деталей. Щеткой по металлу очистить поршни от маслянистых загрязнений. Взять чистую сухую ветошь, помыть поршни ветошью с использованием синтетического моющего средства Лабомид 203. Достать поршни из ванны. Протереть поршни чистой сухой ветошью.

Операция: дефектовочная

Проведите дефектовку поршневых пальцев и шатунных подшипников.

Оборудование:

1. Стол дефектовочный.

Инструмент:

1. Микрометр МК.

Внимательно осмотрите нижние и верхние шатунные подшипники. Шатунные подшипники подлежат замене, если на рабочей поверхности, есть отслоения антифрикционного слоя, задиры, риски.

Износ поршневых пальцев определяют визуально - трещины, сколы, риски, осповидные повреждения. И с помощью микрометра - измерением диаметра, овальности и конусности. Пальцы с явными дефектами , шероховатостью поверхности более 0.100 мкм, с износом более 0.05мм на 10 мм диаметра подлежат замене. Измерение пальцев ведут в вертикальной и горизонтальной плоскостях в четырех сечениях.

Операция: замена поршневых колец

Оборудование:

1. Верстак.

2. Тиски.

Инструмент:

1. Приспособление для снятия и установки поршневых колец

Зажать шатун в тиски, после чего приспособлением для снятия и установки поршневых колец заменить кольца.

Поршневые кольца снимают с поршня и надевают на него с помощью специального съемника.

Выступы съемника входят в зазор замка кольца и при нажатии на рукоятки 1 разводят кольцо на фиксированную величину. Разжатое кольцо легко снимается и устанавливается в канавку поршня.

2.6 Основные технические требования на испытание агрегата

Проверка технического состояния кривошипно-шатунного механизма.

Техническое состояние кривошипно-шатунного механизма оценивают по характеристикам виброударных импульсов в характерных точках двигателя (виброакустический метод), суммарному размеру зазоров в верхней головке шатуна и шатунном подшипнике, количеству газов, прорывающихся в картер, давлению в цилиндрах в конце такта сжатия (компрессии), расходу или падению давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры.

Виброакустический метод дает наиболее достоверные и исчерпывающие результаты диагностирования при использовании комплекта виброакустической аппаратуры. Однако из-за большой стоимости и сложности, требующей высокой квалификации операторов-диагностов, его применение ограничено.

Наиболее простым и доступным устройством для виброакустического контроля является стетоскоп. В корпусе стетоскопа размещены источник питания и усилитель, с одной стороны корпуса выведен наконечник-щуп, с другой головной телефон с соединительным кабелем.

Перед диагностированием двигатель прогревают до температуры охлаждающей жидкости 85...95°С и прослушивают, прикасаясь остриём щупа к проверяемым участкам.

Работу сопряжения поршень - цилиндр прослушивают по всей высоте цилиндра при малой частоте вращения коленчатого вала с переходом на среднюю. Сильный, глухого тона стук, иногда напоминающий дрожащий звук колокола и усиливающийся с увеличением нагрузки, возможен при увеличенном зазоре между поршнем и цилиндром, изгибе шатуна, перекосе оси шатунной шейки или поршневого пальца. Скрипы и шорохи указывают на начинающееся заедание, вызванное малым зазором или недостаточным количеством смазки.

Состояние сопряжения поршневое кольцо-канавка поршня проверяют на уровне НМТ хода поршня у всех цилиндров при средней частоте вращения коленчатого вала. Слабый, щелкающий стук высокого тона, похожий на звук от ударов колец одно о другое, свидетельствует об увеличенном зазоре между кольцами и поршневой канавкой либо об изломе кольца.

Сопряжение поршневой палец - втулка верхней головки шатуна проверяют на уровне ВМТ при малой частоте вращения коленчатого вала с резким переходом на среднюю.

Сильный звук высокого тона, похожий на частые удары молотком по наковальне, указывает на ослабление сопряжения недостаточность. Смазки или чрезмерно большое опережение начала подачи топлива.

Работу сопряжения коленчатый вал - шатунный подшипник прослушивают в зоне от ВМТ до НМТ сначала при малой, а затем при средней частоте вращения коленчатого вала. Глухой звук среднего тона свидетельствует об износе или проворачивании вкладыша, звонкий, сильный металлический звук об износе или подплавлении шатунного подшипника.

Таблица 3. Основные указания по методике прослушивания работы двигателя стетоскопом

При ЕО необходимо:

· пустить двигатель и прослушать его работу на разных режимах.

· очистить двигатель от грязи и пыли.

При ТО-1 необходимо:

· внешняя мойка.

· проверка крепления двигателя к опорам .

· проверка крепления навесного оборудования.

· измерения частоты вращения коленчатого вала и мощности ДВС.

При ТО-2 необходимо:

· проверить компрессию в цилиндрах двигателя.

· измерение компрессии.

· проверить герметичность соединения головки с блоком цилиндров.

В теоретическом разделе проекта рассмотрены основные понятия и методы организации технического обслуживания, рассмотрены особенности и обслуживания КШМ для автомобиля.

3. Охрана труда

Охрана труда - система законодательных актов, социально - экономических, организационных, технических, гигиенических, лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность и сохранение здоровья, работоспособности человека в процессе труда.

Основные понятия охраны труда:

Условия труда - совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда.

Опасный производственный фактор - производственный фактор воздействие которого на работающих в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может быть опасным.

Предельно допустимый уровень производственного фактора (ПДУ) - уровень производственного фактора, воздействие которого при работе установленной продолжительности в течении всего трудового стажа не приводит к травме или отклонения состояния здоровья в процессе труда.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны - концентрации, которые при ежедневной работе в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболевания или отклонений в состояние здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования в процессе жизни или в отдаленные сроки жизни последующих поколений. В нашей стране большое внимание уделяется охране труда и технике безопасности во всех отраслях народного хозяйства. Охрана труда и техника безопасности на автотранспортных предприятиях строго определяется законами, в которых учитывается их специфика. Основные положения по охране труда и технике безопасности изложены в Кодексе законов о труде (КЗоТ). На территории автотранспортного предприятия за осуществление мероприятий по охране труда и технике безопасности отвечает руководство АТП, в производственных помещениях - главный инженер (технический руководитель) или специально назначенное лицо из административно - технического персонала; на линии - начальник отдела эксплуатации.

Лицо, ответственное за охрану труда и технику безопасности, осуществляет все мероприятия в этой области и контроль за их выполнением и полным расходованием средств, отпущенных на охрану труда, и соблюдением правил техники безопасности осуществляют профсоюзные организации.

Одним из основных мероприятий по охране труда, технике безопасности и противопожарным мероприятиям является обязательный инструктаж вновь принимаемых на работу и периодический инструктаж всех работников АТП. Инструктаж должен проводить главный инженер (технический руководитель). При проведении вводного инструктажа для вновь поступающего нужно знакомить его с общим законоположением и основными принципами организации охраны труда, техники безопасности и производственной санитарии, особенностями работы данного автотранспортного предприятия и его производственной обстановки правилами внутреннего распорядка, особенностями по соблюдению правил техники безопасности и личной санитарии, пользованию защитными средствами и спецодеждой, противопожарными правилами, порядком движения на автотранспортном предприятии и мерами по оказанию первой помощи при несчастных случаях.

Особо большое значение имеет инструктаж на рабочем месте с показом безопасных приемов работы. Все работники АТП независимо от стажа работы и квалификации должны один раз в шесть месяцев пройти повторный инструктаж, а лица, выполняющие работы с повышенной опасностью (сварщики, грузчики, вулканизаторщики и др.), - один раз в три месяца. При повторном инструктаже нужно особое внимание уделять допущенным нарушениям с подробным разбором случившегося. Обо всех инструктажах делаются записи в журнале.

Требования охраны труда:

Все рабочие места должны содержаться в чистоте, не загромождаться деталями, оборудованием, инструментом, приспособлениями, материалами. Инструмент ударного действия (зубила, бородки и т.д.) должен иметь гладкую затылочную часть без трещин, заусенцев, наклепа и сколов. Для предупреждения травмирования рук длина инструмента не должна быть менее 150 мм.

При работе электроинструментом следует соблюдать меры электробезопасности. Сопротивление всех токоведущих путей один раз в год проверяют мегомметром.

Деревянные ручки инструмента (молотки, отвертки, кувалды) должны быть всегда сухими, без заусенцев и иметь удобную форму.

4. Промышленная экология

Автомобильный парк, являющийся одним из основных источников загрязнения окружающей среды, сосредоточен, в основном, в городах. Если в среднем в мире на 1 км 2 территории приходится пять автомобилей, то плотность их в крупнейших городах развитых стран в 200-300 раз выше.

Во всех странах мира продолжается концентрация населения в крупных городских агломерациях. С развитием городов и ростом городских агломераций всё большую актуальность приобретает своевременное и качественное обслуживание населения, охрана окружающей среды от негативного воздействия городского, особенно автомобильного, транспорта. В настоящее время в мире насчитывается 300 млн. легковых, 80 млн. грузовых автомобилей и примерно 1 млн. городских автобусов.

Автомобили сжигают огромное количество ценных нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных и крупнейших городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов.

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% "летит на ветер". К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые окислы азота. В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных компонентов, из них около 160 - производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе двигателековарна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

дефект кривошипно-шатунный агрегат

Заключение

В процессе мы подробно изучили устройство и принцип действия кривошипно-шатунного механизма. Была рассмотрена каждая деталь и ее назначение. Так же были затронуты вопросы возможной неисправности, повреждения и методов их диагностирования. Были подробно описаны действия для замены изношенных деталей кривошипно-шатунного механизма.

Проведенное исследование не позволяет подробно описать все аспекты работы и функционирования кривошипно-шатунного механизма. Однако, исходя из поставленной цели, мы полностью раскрыли базовые понятия, термины и устройство кривошипно-шатунного механизма.

Размещено на Allbest.ru