Шатунно поршневая группа чертеж

Шатунно-поршневая группа Советский патент 1989 года по МПК F01M1/06

Изобретение относится к двигател строению.

Цель изобретения — повышение надежности шатунно-поршйевой группы путем раздельной подачи масла .к шатунному подшипнику и дросселирования потока масла на входе в поршень

На чертеже показана шатунно-порш невая группа с системой смазки.

Система смазки шатунно-поршневой ГРУППЫ содержит канал 1 в стержне шатуна 2, соединенный с кольцевым кналом 3 переменного сечения на поверхности расточки в верхней головке 4 шатуна, причем наибольшая величина зтого сечения расположена на- протьш подводяш;его отверстия. Через отверстие -5 во втулке верхней головки подается масло в этот подшипник. По каналу 6 масло отводится из канала 3, через расточку 7 и канал 8.в полость охлаждения поршня 9.

Устройство работает следующим образом.

Масло из канала 1 поступает в верхнюю головку шатуна 2, где разделяется на дра параллельных потока Часть масла подается через отверс ти 5 на смазку подшипника в верхней головке, другая часть по каналу 3 подается через расточку 7 и канал 8 на охлаждение поршн я и далее сливается в поддон двигателя.

Установление минимального сечени канала 3 в месте соединения с каналом 6 основано на следующем.

При свободном, без дросселирован потоке масла в полость поршня сечение канапа в стержне шатуна соответ ствует равенству

РЫплощадь сечения канала шатуна;

Рл — площадь сечения зазора на масло подшипника верхней головки; F — площадь сечения канала в .

верхней головке шатуна. Для осуществления дросселирования путем уменьшения сечения канала 3, его минимальное сечение определяют следующим неравенством, полученным из определения величины Fm

Оптимальная степень дросселирования потока масла определяется , исходя из необходимого расхода масла на охлаждение поршня и минимально допустимого давления масла, поступающего в шатунный подшипник.

Таким образом, улучшения работы подшипников кривошипной и поршневой головок шатуна достигается реализацией в конструкции шатунно-поршневой группы одновременно эффекта дросселирования и разделения потока в каналах верхней головки шатуна, в результате одной стороны уменьшается инерционный отсос масла ич подшипника кривошипной головки шатуна, полностью устраняется отбор масг ла н-а поршень из головного подшипника, а с другой стороны, проход масла по канавке в обход головного подшипника обеспечивает более стабильный расход масла через поршень вне зависимости от ;:увеличения зазора в головном подшипнике при износе его в эксплуатации.

30 Формула изобретения

Шатунно-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая поршень, сочлененный с верхней голов5 кой шатуна через подщипник и систему смазки, выполненную в виде последовательно соединенных между собой каналов в стержне шатуна, в его верхней головке, в подшипнике и порш40 не, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем раздельной подачи масла к шатунному подшипнику и дросселированию потока масла на входе в поршень, ка

45 нал для подачи масла верхней головки шатуна по периметру выполнен переменного сечения,-причем минимальное значение последнего расположено у кромки канала подвода масла в пор0 шень, а его площадь меньше разности половины площади сечения канала в стержне шатуна и площади сечения канала подшипника верхней головки, а в поцш1тнике в районе макси5 мального проходного сечения канала верхней головки шатуна-выполнено отверстие.

Как выбрать новые поршни при покупке?

На отечественном рынке представлен большой ассортимент данной продукции. Обычно затрудняются выбрать между технологией изготовления поршней — кованые или литые. Первые разновидности значительно дороже. Вторые — более распространены. Перед тем, как делать выбор — нужно понять, требуется ли автомобилю увеличение стандартной мощности. Если да, то однозначно дать предпочтение кованым аналогам.

Поршни регулярно подвергаются высоким нагрузкам, поэтому от их качества непосредственно зависит отдача ДВС. Немаловажным параметром также является масса изделия. Производители стараются делать их лёгкими, но одновременно прочными.

При выборе рекомендуется обратить внимание на немецкие бренды Kolbenschmidt, Mahle, Prima. Неплохо зарекомендовали себя выпуском такой продукции российские Мотордеталь-Кострома и СТК.

Поршень 6D16 ME072549 (комплект 6 шт.) для двигателя 6D16 на Mitsubishi

Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах

Шатунно-поршневая группа дизельного двигателя ЗМЗ-51432 CRS Евро-4 включает в себя поршни с компрессионными и маслосъемным кольцами, поршневые пальцы, и шатуны. Поршни делятся на три размерные группы, а шатуны на две весовые группы.

Шатунно-поршневая группа двигателя ЗМЗ-51432 CRS.

Поршень.

Отлит из специального алюминиевого сплава DM104. В головке поршня выполнены камера сгорания омегаобразной формы и канал охлаждения. Масса поршня стандартного размера 586+-5 грамм. Юбка поршня имеет бочкообразный вертикальный профиль и в поперечном сечении форму овала. Направление наименьшего диаметра овала совпадает с направлением оси поршневого пальца. Наибольший диаметр юбки поршня располагается на расстоянии 13 мм от нижней кромки поршня.

Юбка имеет специальный микрорельеф для удержания смазки и антифрикционное графитовое покрытие толщиной 7-15 мкм для снижения потерь на трение. На нижней кромке юбки выполнена выемка, которая обеспечивает безопасное расхождение поршня с трубкой форсунки охлаждения.

В головке поршня выполнены три канавки под поршневые кольца : в двух верхних установлены компрессионные кольца, в нижней – маслосъемное кольцо. Канавка под верхнее компрессионное кольцо выполнена в упрочняющей вставке из нирезистового чугуна. Ось отверстия под поршневой палец смещена на 0.5 мм от диаметральной плоскости поршня в сторону расположения впускных клапанов.

Поршни по диаметру юбки делятся на три размерные группы A, B и Y. По диаметру отверстия под поршневой палец и массе поршни на размерные весовые группы не делятся. Маркировка размерных групп и стрелка-указатель ориентации поршня в блоке цилиндров двигателя выбиваются на его днище.

Поршневые кольца.

Верхнее компрессионное кольцо изготовлено из стали RIK SP3 и имеет равносторонний трапецеидальный профиль, угол 6 градусов 12 минут, и износостойкое антифрикционное покрытие наружной рабочей поверхности IP-251. Нижнее компрессионное кольцо изготовлено из чугуна RIK 20A, имеет коническую наружную рабочую поверхность с износостойким антифрикционным покрытием. Высота кольца находится в пределах 2-0.01 мм и 2-0.03 мм.

Маслосъемное кольцо изготовлено из стали RIK SP3M, коробчатого типа, с пружинным расширителем и с износостойким антифрикционным покрытием рабочих поясков поверхности, обращенной к зеркалу цилиндра. Высота кольца находится в пределах 3-0.01 мм и 3-0.03 мм.

Поршневые кольца в соответствующие канавки устанавливаются маркировкой «R» вверх, замки компрессионных колец разводят в противоположные стороны, замок маслосъемного кольца перпендикулярно линии, соединяющей стыки компрессионных.

Поршневой палец.

Трубчатого сечения, плавающего типа, при работе двигателя свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами. Палец изготовлен из стали SCM42OH, для увеличения твердости и износостойкости наружная поверхность пальца подвергнута цементации. Поршневые пальцы по наружному диаметру на размерные группы не делятся. Масса пальца 272+-1.5 грамма.

Шатун.

Шатун, для повышения прочности, кованый из легированной хромом и никелем стали 40ХН. Крышка шатуна из той же стали, обрабатывается в сборе с шатуном и является индивидуальной и не взаимозаменяемой для каждого шатуна. Крышка к шатуну крепится болтами изготовленными из стали 38ХГНМ, имеющими центрирующие пояски для обеспечения постоянства формы опоры шатунного подшипника при разборке-сборке двигателя и для обеспечения его надежной работы.

В поршневую головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка имеющая канавки для подвода смазки к сопряжению палец-втулка. В зависимости от массы шатуны делят на две группы и маркируют белой или зеленой краской. При массе шатуна от 1030 до 1035 грамм его маркируют белой краской, при массе от 1025 до 1030 грамм его маркируют зеленой краской.

Проверка технического состояния деталей шатунно-поршневой группы ЗМЗ-51432 CRS.

Во время эксплуатации двигателя, его шатунно-поршневая группа изнашивается, нарушается геометрическая форма цилиндров, увеличиваются зазоры в стыках колец, а также зазоры между кольцами и канавками в поршне, упругость колец резко снижается. Это приводит к росту количества газов, проникающих в картер двигателя, увеличению расхода масла на угар.

Шатунно-поршневая группа двигателя ЗМЗ-51432 CRS прежде всего проверяется на отсутствие трещин и других повреждений. Детали, имеющие повреждения подлежат замене.

Проверка поршней, поршневых колец и поршневых пальцев.

Зазор в замках поршневых колец проверяется при установке колец в верхнюю не изношенную часть цилиндра, предварительно очищенную от нагара, или в калибр диаметром 87+0.030 мм. Зазор в замке измеряется с помощью набора щупов. Зазоры по высоте между кольцом и стенкой канавки проверяют щупом, вводимым в зазор в нескольких местах по окружности кольца и поршня.

Зазоры между поршневыми кольцами и канавками поршня по высоте и зазоры в замках поршневых колец приведены в таблице ниже. Если зазор между кольцом и стенкой канавки больше, то необходимо заменить поршень и кольца.

Параметры зазоров для поршневых колец двигателя ЗМЗ-51432 CRS.

Поршни также подлежат замене :

— при наличии на рабочих поверхностях юбки и в отверстиях под поршневой палец значительных задиров
— при увеличении зазора между поршнем и цилиндром свыше 0.2 мм
— при износе отверстия под поршневой палец свыше 0.05 мм
— при наличии на перемычках между канавками под поршневые кольца, на кромках юбки и камеры сгорания усталостных трещин.

Шатунно-поршневая группа всегда находятся в сложнонапряженном состоянии, а поршневые пальцы испытывают знакопеременные нагрузки растяжения-сжатия, изгиба и среза. Изнашивается в основном их поверхность, сопрягаемая с втулкой верхней головки шатуна. Не смотря на незначительные износы, поршневые пальцы не ремонтируются, так как накопленные за время эксплуатации двигателя усталостные изменения в материале пальца могут, при последующем применении в отремонтированном двигателе, привести к его поломке и отказу.

Проверка шатунов.

В шатунах изнашивается в основном отверстие втулки верхней головки шатуна под палец. При разрушении шатунного подшипника, значительном задире или разрушении поршня могут измениться геометрические параметры шатуна. Ремонт сводится к замене шатуна в сборе, если его геометрические параметры не соответствуют требованиям, а диаметр отверстия во втулке превысил 30.035 мм.

Неисправности поршневой группы двигателя

При износе компонентов поршневой группы в работе силового агрегата возникают неполадки:

1. При работе прогретого двигателя из выхлопного патрубка наблюдается дым синего цвета, указывающий на попадание масла в камеру сгорания. Проблема возникает при образовании слоя кокса на поршневых кольцах, который вызывает залегание элементов. Дополнительным симптомом поломки является снижение уровня моторного масла в картере.
2. Появление белого дыма в выхлопных газах прогретых дизелей (при нормативной нагрузке и отсутствии следов воды в топливе) указывает на снижение компрессии из-за износа или разрушения колец или стенок гильзы. Одновременно с появлением белого дыма наблюдается снижение мощности и крутящего момента силовой установки. Для восстановления работоспособности требуется демонтировать головку и проверить состояние элементов поршневой группы.
3. Затрудненный пуск двигателя (вне зависимости от температуры охлаждающей жидкости) при исправных системах подачи топлива и очистки воздуха указывает на повышение зазора в поршневой группе. При увеличении зазоров появляются глухие стуки, прослушиваемые по всей длине блока.
4. Стук (или звон), доносящийся из верхней части блока дизеля при изменении оборотов, указывает на появление зазоров между верхней втулкой шатуна и пальцем. Износ поршневых колец дополнительно усиливает шумовой эффект.

Диагностика состояния и дефектовка деталей поршневой

Для предварительной проверки состояния поршневой группы тракторного дизеля необходимо слить масло из картера, а затем демонтировать нижний поддон.

Затем снимается декоративная защитная крышка газораспределительного механизма и удаляется валик с кулачками привода клапанов, под которым размещены болты крепления головки у блоку цилиндров.

После снятия головки механик оценивает состояние детали, при обнаружении трещин силовой агрегат демонтируется с трактора и отправляется в сервисный центр для проведения капитального ремонта.

Для проверки состояния и замера размеров требуется демонтировать поршневую группу. В процессе разбора мотора удаляется масляная помпа с магистралями подачи жидкости к трущимся парам, а затем откручиваются болты крепления шатунных крышек. Поршни в сборе с шатунами извлекаются из гильз через верхнюю часть блока.

Проверка состояния элементов состоит из этапов:

1. Определить внутренний диаметр гильзы в зоне максимального износа (ближе к верхней части). Замер производится в 2 плоскостях — параллельной коленчатому валу, а затем параллельной направлению качания шатунного механизма.
2. Проконтролировать диаметр поршня около юбки (перпендикулярно оси поршневого пальца).
3. Оценить износ пазов, предназначенных для установки колец. Измерение производится щупом после очистки канавок и установки новых колец.
4. Зазора между пальцем и соответствующей втулкой в шатуне составляет не более 0,06 мм, при повышении значения детали подлежат замене.
5. Пальцы меняются при обнаружении овального сечения или износа на конус (более чем на 0,02 мм). Не допускается изгиб или скручивание шатуна (0,08 и 0,12 мм соответственно).

Таблица ремонтных размеров поршневой группы Д-240

Промышленностью выпускается 3 размерные группы поршневой для МТЗ Д-240:

Детали отличаются диаметром сопрягаемых элементов, маркировка наносится на верхнюю часть стакана гильзы, не используемую при работе дизеля. Поршни маркируются нанесением соответствующей литеры на днище. При проведении капитального ремонта силового агрегата запрещается использование деталей из разных наборов.

Возможные неисправности поршней и их устранение

Для осмотра деталей группы поршней после вскрытия и разбора необходимо, прежде всего, произвести тщательную очистку всех составляющих элементов. Эта процедура выполняется как с применением жидких растворителей, в частности, керосина, так и механическими способами, исключающими излишние повреждения самих деталей.

Наиболее распространенными неисправностями в этой части двигателя ГАЗ-53 являются следующие:

Эту неисправность можно назвать периодической, поскольку кольца поршней вполне можно отнести к расходным материалам с ограниченным ресурсом эксплуатации. В первую очередь это касается маслосъемных колец, которые требуют периодической замены. Показателем их изношенности является увеличенный расход масла.

Нормальным показателем считает расход 0,4 кг на 100 км пробега или 1,8 кг на 100 литров топлива. Отклонения от этих показателей свидетельствуют о необходимости ремонта мотора.

Компрессионные поршневые кольца также требуют периодической замены в связи с их прогаром, нарушением упругости и деформацией. Одной из причин их повышенного износа являются частые перегревы мотора, а также недостаточное количество масла в системе.

Неисправные кольца необходимо заменить новыми.

Своевременный контроль и замена колец на поршнях позволит продлить срок службы остальных, более дорогостоящих деталей этой группы двигателя.