Введение
Понятие«автомобиль» включает в себя легковой, грузовой автомобиль и автобус.Несмотря на ряд принципиальных конструктивных различий, между ними имеетсямного общего: двигатель внутреннего сгорания, несущая система с подвеской ишинами, органы управления, тормозящая система. На автомобильных заводахконечным продуктом производства могут быть как автомобили в сборке, так иотдельные их составные части (двигатели, задние мосты, топливная аппаратура ит.п.), включающие в себя большое число деталей, узлов, механизмов и систем.
Двигатели,установленные на большинстве автотранспортных средств, называются двигателямивнутреннего сгорания, потому что процесс сгорания топлива с выделением теплотыи превращение ее в механическую работу происходит непосредственно в егоцилиндрах.
Эти двигателиклассифицируются
по способусмесеобразования — на двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные игазовые), у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров, и двигатели свнутренним смесеобразованием (дизели), у которых рабочая смесь образуетсявнутри цилиндров;
по способу выполнениярабочего цикла — на четырех- и двухтактные;
по числу цилиндров — наодно-, двух- и многоцилиндровые;
по расположению цилиндров- на двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряди на V-образные двигатели с расположением цилиндров под углом (при расположениицилиндров под углом 180°двигатель называется с противолежащими цилиндрами, или оппозитным);
по способуохлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;
по виду применяемоготоплива — на бензиновые (карбюраторные), дизельные, газовые и многотопливные.
В зависимостиот вида применяемого топлива, способы воспламенения рабочей смеси в двигателяхразличны.
Блокцилиндров отливается из серого чугуна (у двигателей автомобилей семейства ЗИЛ,КамАЗ, МАЗ и ВАЗ) или из алюминиевого сплава (у двигателей автомобилей ГАЗ-2410«Волга», «Москвич» — 2140).
У дизелейКамАЗ на зеркало цилиндров наносят мелкую (ромбовидную) сетку для лучшегоудержания смазочного материала.
Двигатели срядным расположением цилиндров имеют одну общую головку цилиндров, двигатели сV- образным расположением цилиндров — две (двигатели ЗИЛ -130, ГАЗ — 53-11) иличетыре на каждые три цилиндра (двигатель ЯМЗ-240). У двигателей автомобилейКамАЗ каждый цилиндр снабжен отдельной головкой цилиндра.
Нижнююголовку, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к осишатуна. В тех случаях, когда нижняя головка имеет значительные размеры ипревышает диаметр цилиндра (у дизелей ЯМЗ), плоскость разъема головки делаютпод углом (косой срез), что позволяет уменьшить радиус окружности, описываемойнижней частью шатуна.
На крышке истержне шатуна дизеля КамАЗ-740 метки выбивают в виде трехзначных номеров.Кроме того, на крышке шатуна выбивают порядковый номер цилиндра. Так, удвигателя ЗИЛ-130 метка на днище поршня должна быть направлена к передней частидвигателя. При этом метка на шатуне для левого ряда цилиндров должна бытьнаправлена в одну сторону с меткой на поршне, а метка на шатуне для правогоряда цилиндров должна быть направлена в противоположную сторону относительнометки на поршне.
1. Технологическаячасть
1.1 Назначение, устройство иусловия работы детали
Коленчатыйвал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющаяшейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их вкрутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
· Кореннаяшейка —опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
· Шатуннаяшейка —опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунныхподшипников имеются масляные каналы).
· Щёки — связывают коренные ишатунные шейки.
· Передняявыходная часть вала (носок) — часть вала на котором крепится зубчатое колесо или шкивотбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различныхвспомогательных узлов, систем и агрегатов.
· Задняявыходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивнойшестернёй отбора основной части мощности.
· Противовесы — обеспечивают разгрузкукоренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядканеуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.
Большинство современных коленвалов изготавливают литьём извысокопрочного чугуна. Реже, если нужна большая прочность, в дизельных инекоторых мощных бензиновых двигателях применяют стальные, кованые валы.
Двигателиопытного образца, изготовляемые штучно, имеют коленчатые валы, выточенные настанке из стальной болванки, так как, несмотря на высокую стоимость такого способапроизводства, это обходится существенно дешевле, чем организация отливки иликовки под малую серию производства.
Полученнаятем или иным способом заготовка проходит механическую обработку до номинальныхразмеров, после чего подвергается дополнительному упрочнению. Поверхности шеекколенчатого вала обрабатываются с помощью химического упрочнения при нагреве, акрая шеек скругляются, чтобы повысить прочность и сопротивление усталостномуразрушению.
Коленчатыйвал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерциивозвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма. Силы,передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент, который припомощи трансмиссии передается на колеса автомобиля.
Коленчатыйвал изготовляют штамповкой из легированных сталей или отливают из высокопрочныхчугунов.
Коленчатыйвал состоит из коренных и шатунных шеек, противовесов, заднего конца сотверстием для установки шарикоподшипника ведущего вала коробки передач ифланца для крепления маховика, переднего конца, на котором установлен хроповикпусковой рукоятки и шестерня газораспределения, шкива привода вентилятора,жидкостного насоса и генератора.
/>
/>
1.2 Характерныедефекты детали
Основныедефекты коленчатого вала.
1. Изгиб вала.
2. Износ наружнойповерхности фланца.
3. Биение торцевойповерхности фланца.
4. Износ маслосгонныхканавок.
5. Износ отверстия подподшипник.
6. Износ отверстий под болтыкрепления маховика.
7. Износ коренных илишатунных шеек.
8. Износ шейки под шестернюи ступицу шкива.
9. Износ шпоночной канавкипо ширине.
10. Увеличение длины переднейкоренной шейки.
11. Увеличение длины шатунныхшеек.
1.3 Способыустранения дефектов
Изгибколенчатого вала устраняют правкой на прессе.
Валустанавливают на призму крайними коренными шейками и, обеспечивая передачуусилия на среднюю шейку, перегибают в противоположную сторону, превышающуюпрогиб примерно в 10 раз. Допустимая радиальное биение без ремонта 0,05 мм.
Чугунныеколенчатые валы правят методом наклепа. После определения биения шеек валустанавливают так, чтобы внутренняя поверхность шейки с задирами была обращенавверх, и затем специальной оправкой (типа тупого зубила), направленной вгалтель шейки, при помощи пневматического молотка, наклепывают галтели сперекрытием образующихся лунок, периодически проверяя индикатором вал набиение, доводя его до значения 0,05…0,08 мм. Время на правку этим способом10…15 мин.
Признаки:стук коленчатого вала.
Причины:вызывается либо недостаточными давлением и подачей масла, либо недопустимоувеличившимися зазорами между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных ишатунных подшипников из-за изнашивания этих деталей
— По нашейстатистике, типичная неисправность — «припаянный» вкладыш к коленвалу;причем для легкового транспорта вкладыш изнашивается и «задирает»коленвал, а для грузового, где нагрузки намного значительнее, вкладыш сразу«прилипает» и уже проворачивается в постеле блока. Если в процентном соотношении,то порядка 80 процентов дефектов составляет проворот вкладыша и задир вала,остальные — естественный износ двигателя, выработавшего свой ресурс.Встречаются, конечно, и «эксклюзивные» причины разрушения вала — такиекак лопнувший вал, — но при внимательном рассмотрении выявляется, что ранее валуже ремонтировался, и были незамечены более глубокие повреждения. Что касаетсястепени износа, то отрадно констатировать, что за последние 6 лет уровеньтехнической грамотности автовладельцев заметно возрос, и выходящих из ряда вонслучаев, например, вал с изношенной шейкой на 2-3 мм, практически не появляется. Хотя, с другой стороны, таких цен на ремонт, как в начале 90-х,сейчас нет — они упали ориентировочно процентов на 70. Например, если тогдаремонт двигателя малотоннажного грузовика-«Мерседеса» с двигателем ОМ366 стоил чуть менее трети от стоимости подержанного автомобиля, то теперьремонт коленвала обходится в 40-50 процентов от стоимости этой же новой детали.
— Основнаятехнология ремонта — шлифовка в ремонтный размер и проверка на изгиб. Егоправкой, наваркой и напылением занимаемся реже, когда уже больше ничегопредпринять нельзя, своеобразный вариант «спасения умирающего». Причинапроста: для последних вариантов характерны нерегламентные разрушения.Определить, где какие внутренние трещины возникли, — достаточно трудоемкая идорогая задача, порой сравнимая со стоимостью вала. Произвести дефектацию настоличных предприятиях, имеющих соответствующее оборудование, по приемлемойцене реально лишь в детали размером 10×10 см. Когда деталь по размерамбольше, стоимость резко возрастает, и дешевле оказывается купить новыйколенвал.
1.4 Технологическоеоборудование, технологическая оснастка
Диаметры шеекколенчатого вала: коренных 95±0.011 мм. шатунных 80±0,0095 мм. Для восстановления двигателя предусмотрены восемь ремонтных размеров вкладышей.
Вкладыши7405.1005170 Р0.7405.1005171 Р0.7405.1005058 РО применяются при восстановлениидвигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленчатоговала заполировываются. Допуски на диаметры шеек коленчатого вала, отверстий вблоке цилиндров и отверстий в нижней головке шатуна при проведении ремонтадвигателя должны быть такими же, как у номинальных размеров новых двигателей.Коренные и шатунные подшипники изготовлены из стальной ленты покрытой слоемсвинцовистой бронзы толщиной 0.3 мм, слоем свинцовооловянистого сплава толщиной 0.022 мм и слоем олова толщиной 0.003 мм. Верхние 3 (рис. 2) и нижние 4 вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеетсяотверстие для подвода масла и канавка для его распределения. Оба вкладыша 4нижней головки шатуна взаимозаменяемы. От проворачивания и бокового смещениявкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные впостелях блока, крышках подшипников и в постелях шатуна. Вкладыши имеютконструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности прифорсировке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные). Поэтому припроведении ремонтного обслуживания не рекомендуется замена вкладышей насерийные с маркировкой 740.100.., так как при этом произойдет существенное сокращениересурса двигателя.
Крышкикоренных подшипников (рис. 4) изготовлены из высокопрочного чугуна марки ВЧ50.Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжныхболтов 3, 4, 5, которые затягиваются по определенной схеме регламентированныммоментом.
Коленчатыйвал (рис. 1) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных ичетыре шатунные шейки, закаленных ТВЧ, которые связаны между собой щеками исопрягаются с ними переходными галтелями. Для равномерного чередования рабочихходов расположение шатунных шеек коленчатого вала выполнено под углом 90°.
К каждойшатунной шейке присоединяются два шатуна: один для правого и один для левогорядов цилиндров (рис. 2).
Подвод маслак шатунным шейкам производится от отверстий в коренных шейках 10 прямымиотверстиями 11 [3, с. 27].
Дляуравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шестьпротивовесов, отштампованных заодно со щеками коленчатого вала. Кроме основныхпротивовесов, имеются два дополнительных съемных противовеса 1 и 2.напрессованных на вал, при этом их угловое расположение относительноколенчатого вала определяется шпонками 5 и 6 (рис. 1).
В расточкухвостовика коленчатого вала запрессован шариковый подшипник 5 (рис. 2).
2Разработка приспособления
2.1Обоснование
Обосноватьнеобходимость разработки приспособлений и привести требования к ней.
Для снятияштамповочных заглушек применяют приспособление для разборки коленчатого валадля снятия штамповочных заглушек.
2.2Аналоги приспособлений
Приспособлениядля разборки коленчатого вала.
А) для снятиялегкосъёмных заглушек;
Б) дляизвлечения шкива.
2.3Конструкция приспособлений
Штамповочнуюзаглушку первой шатунной шейки выпресовывают в два этапа.
Сначалаоправкой 3, сдвигают заглушку внутрь канала, после чего противоположной стороныустанавливают оправку, с помощью которой выталкивают заглушку из канала.
Техникабезопасности
Работатьразрешается только на технически исправных станках с соответствующимиприспособлениями и оградительными устройствами. Станки должны приводиться вдействие и обслуживаться только теми лицами, за которыми они закреплены.
Помещение ирабочие места станочников должны содержаться в чистоте, хорошо освещаться и неизделиями и материалами. Удаление стружки со станка должно производитьсясоответствующими приспособлениями (крючками, щетками).
Во времяработы станка запрещается снимать, ставить и открывать ограждения, сидеть настанках, облокачиваться, передавать через них изделия, а также класть на нихинструменты и изделия.
Литература
1. Коробейник А.В. “ Ремонт автомобилей” 2004г.
2. Рогозин В.К. “ Ремонт двигателей “ 1978 г.
3. Румянцев С.И. “ Ремонт автомобилей “ 1988 г.