Двигатель ИЖ Планета 3, 4 и 5, разборка, сборка для ремонта и тюнинга
Разборку двигателя нужно производить предварительно слив с его масло и демонтировав с рамы мотоцикла, нужно обязательно двигатель тщательно помыть. Для этого желательно применить аппарат высокого давления (автомойка) с применением автомобильного шампуня. Помыв двигатель обезопасив от попадания грязи внутрь его, приступаем к разборке.
Удаляем правую крышку двигателя, снимаем генератор (открутив крепежные болты). Аккуратно нужно не испортить паронитовую прокладку снимаем крышку и разбираем коробку. Вынимаем шестерни с валами и разбираем механизмом переключения, Снимаем с двигателя рычаги управлния, снимаем крышку сцепления. Разбираем полностью сцепление и снимаем моторную цепь.
Разбираем поршневую, снимаем головку цилиндра (отвернув гайки крепления), затем снимаем цилиндр. После этого снимаем поршень с коленчатого вала, предварительно вынув стопорные кольца и аккуратно выколачиваем поршневой палец.
Кладем двигатель на левый бок и аккуратно не повредив головки, выворачиваем болты соединения, Применив мощную отвертку. Затем выбиваем на половину длины втулки центрирующие половинки картера.
Разобранные детали нужно промыть в бензине внимательно осмотреть, поврежденные и неисправные заменить новыми. Место соединения половинок картера очистить от старого клея
На сальниках (манжетах) обратить внимание на трещины и на пружинки. Подшипники должны легко без заклинивания вращаться и не должны иметь люфта
Подготовив исправные детали приступаем к сборке.
Сборку двигателя делаем в противоположном порядке разборки. Обязательно нагреваем половинку картера до той же температуры, что облегчает сборку и сохраняет поверхность картера от повреждений при запрессовке. Соединение половинок картера нужно промазать клеем БФ-4.
Поршень при установке на коленчатый вал желательно нагреть до температуры в 60 градусов, это поможет при вставке поршневого пальца. Также нужно при сборке зеркало цилиндра и поршневой палец смазать моторным маслом.
Шатун поршня: назначение, конструкция, основные неисправности
Рассмотрим конструкционные особенности шатуна поршня, основные проблемы, которые могут возникать при его работе, и способы их профилактики. Шатун передает энергию от поршня к коленчатому валу. При этом он совершает два вида движения: круговое и возвратно-поступательное. Первое происходит в месте соединения его нижней головки с коленвалом, второе – в зоне соединения верхней головки с поршнем. Вследствие такой конструкции шатун постоянно испытывает высокие нагрузки во время работы.
Шатун поршня состоит из следующих элементов.
Поршневая головка
Верхняя (поршневая) головка представляет собой цельную неразборную конструкцию, которая соединяется с поршнем при помощи пальца: плавающего или фиксированного.
В верхней головке плавающего пальца обычно расположены бронзовые или биметаллические втулки. Если их нет, палец свободно двигается в отверстии головки шатуна. Для того, чтобы данный механизм функционировал нормально, ему требуется достаточное количество смазки.
Чтобы обеспечить необходимый уровень натяга, фиксированный палец вставляется в цилиндрическое отверстие меньшего диаметра.
Так как на верхнюю головку действуют очень высокие нагрузки, она имеет трапециевидную форму. Это позволяет увеличить опорную поверхность при работе поршня.
Кривошипная головка
Нижняя (кривошипная) головка соединяет коленчатый вал и шатун. Многие шатуны обладают разъемной кривошипной головкой, что зависит от метода сборки двигателя. Крышку головки с шатуном соединяют болты, штифты или бандажное крепление.
На каждый шатун можно установить только ту крышку, которой он оснащался с завода, так как она обладает определенным весом и размером. При ремонте данную деталь заменить нельзя.
По расположению стержня головка может быть прямой или косой. Последняя характерна для V-образных двигателей и используется для уменьшения размеров силового агрегата.
Покрытие может наноситься как на заводе-изготовителе, так и при дальнейшем обслуживании двигателя в условиях гаража или автосервиса. Для защиты подшипников скольжения и других деталей силового агрегата оптимально подходит антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС.
Чаще всего его применяют на юбках поршней, дроссельных заслонках, вкладышах распредвала, подшипниках скольжения.
MODENGY Для деталей ДВС обладает следующими преимуществами:
- Имеет широкий диапазон рабочих температур: от -70 до +260 °C
- Повышает КПД двигателя
- Снижает трение и износ
- Защищает детали от задиров в режиме масляного голодания
- Снижает расход топлива
- Отверждается при комнатной температуре
Совместно с покрытием рекомендуется использовать Специальный очиститель‑активатор MODENGY. Он не только убирает разнородные загрязнения с поверхностей, но и образует пленку, улучшающую адгезию покрытия с основанием.
Силовой стержень
Силовой стержень многих шатунов имеет двутавровую форму и расширяется от верхней головки к нижней. В дизельных двигателях используются более прочные и массивные детали, чем в бензиновых. В спорткарах устанавливаются шатуны, изготовленные из алюминия. Благодаря такому решению снижается масса автомобиля.
Все шатуны должны иметь одинаковый вес, в противном случае усилятся вибрации при работе силового агрегата.
Из чего изготавливают шатуны?
Каждый производитель стремится уменьшить вес деталей КШМ и снизить производственные затраты. Но так как на шатуны в процессе работы двигателя воздействуют высокие нагрузки, уменьшать их массу нежелательно – это может пагубно отразиться на прочности изделий.
При массовом производстве шатуны для бензиновых двигателей изготавливают из специального чугуна методом литься. Это позволяет добиться практически идеального соотношения прочности и стоимости деталей.
В дизельных силовых агрегатах шатуны испытывают более высокие нагрузки, поэтому их производят из легированной стали методом горячей ковки или горячей штамповки. Получаемые детали прочнее, но при этом дороже литых.
В мощных автомобилях и спорткарах используются шатуны из титановых и алюминиевых сплавов. Они в два раза легче стальных и чугунных, что позволяет снизить вес двигателя и увеличить его оборотистость.
Большое значение играет конструкционный материал, из которого изготовлены болты крепления крышки шатунной головки. Их производят из высоколегированной стали, предел текучести которой в 2-3 раза больше, чем у обычной углеродистой.
Почему шатуны выходят из строя?
Основной причиной выхода шатунов из строя является износ деталей. Верхняя головка редко подвергается ремонту, а рабочий ресурс втулки нередко оказывается равен ресурсу самого двигателя.
Ремонт шатунов
Шатуны большинства автотракторных двигателей изготавливают из сталей 45, 40Х, 40Г и др. Основные дефекты шатунов: изгиб и скручивание стержня; износ отверстия нижней головки шатуна, втулки и отверстия верхней головки под втулку; износ опорных поверхностей крышки под гайки шатунных болтов и др.
Шатуны выбраковывают при наличии трещин, обломов, аварийных изгибов. Кроме того, шатуны двигателей СМД-60, СМД- 64 и их модификаций выбраковывают, если смяты треугольные шлицы на опорных поверхностях разъема нижней головки.
Изгиб и скрученность шатунов проверяют при помощи индикаторных и оптических приспособлений. В мастерских общего назначения для проверки шатунов используют приспособление КИ-724, которое является универсальным и позволяет контролировать шатуны двигателей разных марок. Перед проверкой в отверстие плиты 4 приспособления вставляют оправу 7. При этом опорная поверхность 8 оправки для нижней головки шатуна должна находиться вверху, а зажимной палец 5 — внизу. Шатун без втулки верхней головки закрепляют на оправке 7. В отверстие верхней головки шатуна предварительно вводят малую оправку приспособления. Установив призму 2 на малую оправку, перемещают шатун вместе с оправкой и призмой до тех пор, пока упор призмы не коснется поверхности плиты. В таком положении закрепляют оправку рукояткой 6. Затем снимают шатун с приспособления, а призму с индикатором устанавливают на оправку 7 и перемещают, пока упор призмы не коснется поверхности плиты и стрелка индикатора не повернется на 1,0-1,5 оборота. В этом положении стрелку верхнего индикатора устанавливают на ноль. Поворачивают призму на оправке так, чтобы измерительный стержень нижнего индикатора и второй упор соприкасались с плитой, и устанавливают на ноль стрелку другого индикатора.
Устанавливают шатун на оправке 7 так, чтобы его нижняя головка уперлась в ограничитель 3. Ставят призму на малую оправку верхней головки шатуна и подводят ее к плите. При касании упора призмы стрелка верхнего индикатора покажет величину изгиба в сотых долях миллиметра на длине 100 мм. Повернув призму другой стороной, нижним индикатором определяют величину скрученности шатуна.
Для шатунов дизелей всех марок изгиб не должен превышать 0,05 мм, а скрученность — 0,08 мм на длине 100 мм (расстояние между упором призмы и измерительным стержнем индикатора). Допустимый изгиб шатунов автомобильных двигателей 0,03 мм, допустимая скрученность 0,06 мм.
Шатуны, имеющие изгиб или скрученность, выходящие за допустимые значения, восстанавливают или выбраковывают. Допускается правка с подогревом стержня пламенем газовой горелки до температуры 450-500°С. Подогрев снимает внутренние напряжения в стержне шатуна, которые во время работы двигателя стремятся возвратить шатун в исходное (деформированное) состояние.
Износ отверстий нижней головки шатуна устраняют несколькими способами в зависимости от степени износа. Перед восстановлением проверяют опорные поверхности под головки шатунных болтов и гаек, а также плоскости разъема.
Опорные поверхности фрезеруют до выведения следов износа. Смятые или изношенные плоскости разъема фрезеруют или шлифуют до получения параллельности плоскостей с образующей отверстия. Непараллельность допускается не более 0,02 мм на всей длине плоскостей разъема.
Если слой металла, снятый шлифованием с плоскостей разъема крышки, не превышает 0,3 мм, а с плоскостей разъема шатуна 0,2 мм для дизелей и соответственно 0,4 и 0,3 мм для карбюраторных двигателей, то шатун собирают, затягивают гайки с нормальным усилием затяжки и растачивают, а затем шлифуют до номинального размера.
Если отверстия под вкладыши в шатунах изношены настолько, что с плоскостей разъема требуется снимать слой металла больший, чем указано выше, то отверстия восстанавливают наращиванием слоя металла (железнение, газопламенное напыление и др.) с последующей обработкой под номинальный размер.
Изношенное отверстие под втулку в верхней головке шатуна растачивают или развертывают до выведения следов износа и запрессовывают втулку увеличенного размера по наружному диаметру. Отверстие под втулку растачивают на станке УРБ-ВП-М или на токарном станке с помощью специального приспособления. После расточки втулку раскатывают роликовыми раскатниками на тех же станках. При растачивании оставляют припуск на раскатку 0,04-0,06 мм. Процесс раскатки уменьшает шероховатость поверхности и увеличивает прочность посадки втулки на 70—80%.
Изношенные втулки верхней головки шатуна восстанавливают обжатием с последующим наращиванием наружной поверхности меднением, осадкой в шатуне, термодиффузионным цинкованием с последующей механической обработкой.
Замена ЦПГ
Для того, чтобы заменить ЦПГ, сделайте следующее: 1) Закатите автомобиль на яму. Можно делать и лежа под автомобилем, но неудобно. 2) Отключите и уберите аккумулятор. 3) Слейте масло и охлаждающую жидкость. 4) Если есть возможность снять двигатель, снимите и положите на моторный стол. Если нет, придется все делать на автомобиле. 5) Отсоедините все навесные узлы, карбюратор, коллекторы, гидроусилитель руля, инжектор. 6) Снимите головку блока цилиндров. 7) Снимите масляный поддон двигателя. 
Открутите гайки бугелей шатунов, и снимите бугеля
9) Осторожно постукивая рукояткой молотка, выбейте все поршни. 10) Положите вынутые поршни в керосин
Если вместе с ЦПГ меняете и шатуны, эта операция не нужна. 11) Подберите по весу поршень, палец и шатун для каждого цилиндра. 12) Специальным съемником извлеките гильзы из блока цилиндров.
13) Запрессуйте новые гильзы. В зависимости от модели двигателя могут понадобиться дополнительные действия. За подробностями обратитесь к инструкции по ремонту вашего автомобиля.
14) Соберите поршни и шатуны, закрутив гайки бугелей. Снова взвесьте их. Если разница больше 3-5 грамм, придется стачивать лишнее, пока вес не придет в норму. После этого пометьте гайки и бугеля и снимите их.
15) Оденьте на поршни поршневые кольца. Старайтесь не сломать их. Кольца должны подходить по размеру. Зазор установленного в гильзу кольца должен быть в пределах 0,2-0,9 мм. 16) С помощью оправки вставьте поршни в блок цилиндров, соблюдая направление. Чтобы выемки на поршнях совпадали с клапанами. 17) Очистите постели шатунов и вкладыши. Смажьте вкладыши маслом, и установите их в постели. 18) Оденьте шатуны на коленчатый вал. 19) Очистите бугеля и вкладыши, смажьте вкладыши маслом, и установите в бугеля. 20) Оденьте бугеля каждый на свой шатун, и затяните. 21) Очистите привалочную поверхность блока цилиндров и головки блока цилиндров. 22) Поставьте новую прокладку головки блока цилиндров. 23) Установите и затяните головку блока цилиндров. 24) Установите и затяните прокладку и масляный поддон двигателя. 25) Поставьте и подключите все навесное оборудование. 26) Залейте охлаждающую жидкость и масло. 27) Поставьте аккумулятор. 28) Заведите двигатель и обкатайте на холостых оборотах в течение восьми — десяти часов. 29) Обкатайте автомобиль в движении.
Заменить ЦПГ сможет любой водитель. В этой статье описан порядок действий по замене, и некоторые секреты, которые позволят хорошо отремонтировать мотор.
Центровка коленвала
Коленвал собрали, осталось устранить биение валов (отбалансировать), многие думают что без токарного станка здесь не обойтись, но все гениальное просто.
Замерьте штангелем каждую шеку как показано на фото ниже, обычно они бывают одного размера, но бывает и немного разные в размерах. Этот размер нужно учитывать при центровке коленвала.
Фото. Замеряем щечки коленвала.
Остается только приложить штангель к щеке коленвала как показано на фото ниже. Это будет так, сначала приложите к одной щеке штангель и прижмите пальцем, штангель ляжет на щеку идеально ровно, если эта щека смещена вверх проявиться зазор между штангелем и второй щекой. Если щека окажется ниже штангель ляжет немного наискось.
Фото. Показан коленвал мотоцикла со штангелем, стрелкой показан зазор между штангелем и щекой.
Ваша задача достичь соосность щек коленвала без зазоров прикладывая штангель поочередно на каждую щеку. На фото ниже показано как можно ударом молотка смещать щеку коленвала. Только обязательно учитывайте крепость щек коленвала, коленвал на котором я показываю с кроссового ЧЗета, он каленный и не боится ударов. Но большая часть коленвалов с дорожных мотоциклов имеет мягкий метал, поэтому бить можно только по тому месту к которому не прикладывается штангель.
Фото. Так можно смещать щечку коленвала.
Если одна щечка коленвала оказалась в диаметре больше другой, то при центровке коленвала учитывайте зазор между щекой и штангелем, этот зазор визуально должен быть одинаков прикладывая штангель к большей щечки с обоих сторон.
Фото. Отцентрированный коленвал мотоцикла, штангель лежит без зазоров на щеках коленвала.
Если все сделайте как надо, все будет правильно, сэкономите деньги на новом коленвале, заменив только шатун на старом, для этого нужны только руки и неглупая голова.
Почему поршневой палец трудно облегчить?
Первостепенная задача конструкторов современных двигателей – увеличение мощности и, одновременно, снижение веса мотора. Для того, чтобы уменьшить вес всего агрегата, приходится облегчать детали любыми доступными способами.
Облегчить поршневой палец непросто, так как эта деталь постоянно испытывает серьезные нагрузки. Легкие и прочные сплавы, которые можно использовать для производства поршневых пальцев, стоят дорого, и себестоимость изделия существенно увеличивается. В итоге, в большинстве современных двигателей применяются пальцы из легированной стали, такие же, как сто лет назад.
Что представляют собой цилиндр и поршень?
В двигателях современных автомобилей от 2 до 16 цилиндров, объединенных в единый прочный корпус – блок цилиндров. Количество цилиндров определяет мощность силового агрегата.
Внутренняя часть цилиндра, которая является его рабочей поверхностью, называется гильзой, внешняя часть, составляющая единое целое с корпусом блока, – рубашкой. По каналам рубашки циркулирует охлаждающая жидкость.
Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение поршень. Он передает усилие, возникающее от давления газов, на шатун, герметизирует камеру сгорания и отводит от нее излишек тепла.
Поршень имеет вид перевернутого стакана, состоит из головки (днища), уплотняющих колец и направляющей части (юбки).
В бензиновых двигателях используются поршни с плоским днищем – они проще в изготовлении, меньше нагреваются при работе. Иногда в них выполняются канавки, способствующие полному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей имеют выемку заданной формы на дне, чтобы воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивался с топливом.
Плотность соединения поршня с цилиндром обеспечивают поршневые кольца. Их число и расположение зависит от типа и предназначения двигателя. Чаще всего поршень включает два компрессионных кольца и одно маслосъемное.
Компрессионные кольца уменьшают попадание газов из камеры сгорания в картер двигателя, а также отводят тепло от головки поршня к стенкам цилиндра. По форме они могут быть трапециевидными, бочкообразными и коническими.
Верхнее компрессионное кольцо изнашивается быстрее других, поэтому его наружную поверхность подвергают пористому хромированию или напылению молибдена. Благодаря этим процедурам первое кольцо лучше удерживает смазочный материал и становится более износостойким. Остальные уплотняющие кольца покрывают слоем олова для лучшей приработки к цилиндрам.
Маслосъемное кольцо при движении поршня вверх и вниз удаляет излишки масла со стенок цилиндра, предупреждая тем самым их попадание в камеру сгорания. Через дренажные отверстия в стенках поршня масло попадает внутрь последнего и далее – в картер.
На юбке расположено отверстие двумя приливами (бобышками), в котором крепится поршневой палец, соединяющий поршень с шатуном.
Палец поршня имеет трубчатую форму и может устанавливаться по-разному:
- Закрепляться в бобышках поршня, но вращаться в головке шатуна
- Закрепляться в головке шатуна и вращаться в бобышках поршня
- Свободно вращаться в бобышках поршня и в головке шатуна (плавающие пальцы)
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленчатого вала, стержень совершает сложное колебательное движение. В процессе работы шатун подвергается сжатию, изгибу и растяжению, поэтому его производят прочным и жестким, а для уменьшения сил инерции – легким.
Поршневые пальцы
Поршневой палец – элемент кривошипно-шатунного механизма цилиндрической формы, который представляет собой ось перемещения шатуна в месте его соединения с поршнем и обеспечивает таким образом подвижное шарнирное соединение головки шатуна и поршня.
В процессе работы двигателя как поршень, так и поршневой палец подвержены серьезным нагрузкам. На палец воздействует давление на такте сжатия топливно-воздушной смеси, сила расширяющихся газов после их воспламенения, инерция, изгибающее усилие и т.д. С учетом таких нагрузок материалом изготовления поршневых пальцев выступает закаленная сталь. Форсированные двигатели сравнительно со штатными вариантами получают поршневой палец с более твердой поверхностью из легированной стали.
Конструктивно поршневой палец имеет внутреннее отверстие для облегчения детали. Малый вес означает снижение инерционных потерь и рост КПД двигателя. При этом палец должен оставаться прочным и износостойким в условиях запредельных нагрузок. В массовом производстве отверстие поршневого пальца имеет простую цилиндрическую форму. Подобное решение позволяет снизить затраты в процессе изготовления.
Еще одним вариантом внутреннего отверстия пальца является выполнение открытых наружу отверстий-конусов ( разновидность с конической перемычкой или без таковой). Конусы сужаются в середине поршневого пальца.
Подобные решения позволяют эффективно снизить вес детали и сохранить необходимую прочность, но имеют высокую себестоимость для массового производства. По этой причине пальцы данного типа обычно ставятся на спортивные и форсированные двигатели, при изготовлении которых конечная стоимость изготовления имеет второстепенное значение.
Поршневые пальцы по способу установки бывают двух типов:
- фиксированный поршневой палец;
- плавающий поршневой палец;
Фиксированный палец предполагает плотную посадку в натяг для надежной осевой фиксации. Такое крепление означает отсутствие вращения пальца в месте установки (верхняя головка шатуна или отверстия бобышек поршня).
Фиксированное соединение обычно реализуется в верхней головке шатуна. Поршневой палец при таком способе крепления вращается в отверстиях бобышек поршня, где предусмотрен определенный зазор. Установка фиксированного поршневого пальца во время ремонта ДВС становится возможной после значительного нагрева шатуна.
Плавающий палец означает установку детали с определенным зазором как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня. Фиксация поршневого пальца в этом случае реализуется при помощи специальных стопорных колец.
Указанные стопорные кольца плавающего поршневого пальца устанавливаются в проточки, которые выполнены в бобышках поршня. Также в моторах с плавающим поршневым пальцем в верхней головке шатуна дополнительно установлена бронзовая втулка для минимизации трения.
Поршневые пальцы плавающего типа нуждаются в смазке, так как область шарнирного соединения с головкой шатуна сильно нагружена. Головка шатуна и втулка головки имеют специальное отверстие, через которое моторное масло проникает из внутренней полости поршня. Что касается указанной полости, смазка подается туда от маслосъемных поршневых колец через специальные отверстия в поршне или может впрыскиваться при помощи масляных форсунок системы смазки двигателя.
Что такое поршневые кольца, их назначение
Поршневые кольца представляют собой упругие незамкнутые элементы, которые устанавливаются в специальные канавки на корпусе поршня. Изготавливают их из стали или чугуна повышенной прочности, а сверху покрывают легирующим материалом. Легирующее покрытие еще больше увеличивает прочность, а также снижает скорость износа.
Обычно в поршень вставляются 3 кольца: 2 компрессионных (занимают 2 верхних канавки) и 1 маслосъемное (нижняя канавка). Задача компрессионных колец – не допустить прорыва раскаленных газов вдоль поршня в картер двигателя. Маслосъемное – снимает лишнее масло с зеркала цилиндра, не давая ему попасть в камеру сгорания. Кроме того, кольца снижают температуру поршня, передавая практически половину тепла его поверхности на стенки цилиндра.
Когда поршневые кольца перестают справляться с возложенными на них задачами, ввиду своего износа, двигатель автомобиля сигнализирует об этом проявлением соответствующих симптомов.
Признаки износа поршневых колец
О том, что износ дошел до критической стадии, свидетельствует синий или черный дым из выхлопной трубы. Это указывает на то, что излишки масла попали в камеру сгорания мимо маслосъемного кольца и сгорели там вместе с топливом. Черный дым, выходящий из трубки вентиляции картера, говорит о том, что компрессионные кольца из-за износа допускают прорыв газов из камеры сгорания в его полость.
Критический износ сопровождается снижением компрессии (способность удерживать давление) в цилиндрах двигателя. Это означает, что часть газов, образовавшихся при сгорании топливной смеси, которая должна была толкать поршень, прорвалась в картер, не совершив полезную работу. Именно это приведет к падению давления в цилиндре, следовательно, двигатель потеряет часть мощности. Наблюдается повышенные расход масла.
Это интересно: Регулировка поплавка карбюратора ВАЗ 2107
Проверяется компрессия специальным прибором – компрессометром. Когда номинальные значения давления неизвестны (нет инструкции по эксплуатации), сначала оно измеряется в сухом цилиндре, затем через свечное отверстие заливается немного моторного масла, и замер делается заново. Если компрессия повысится, значит, требуется замена колец. Подобные признаки могут наблюдаться и в случае их «залегания».
«Залегание» происходит, когда образовавшийся в канавках поршня нагар мешает пружинить поршневым кольцам, результатом чего становится снижение плотности их прилегания к поверхности цилиндра.
Такую проблему, если случай не сильно запущен, можно исправить при помощи специальных присадок к топливу. Двигатель, имеющий карбюраторную систему, можно попробовать очистить спреем для удаления нагара, который впрыскиваются непосредственно в карбюратор. Если удаление нагара с камеры сгорания эффекта не дало, то выход только один – замена поршневых колец и чистка канавок.
