На главную


Смена поршня, цилиндра, поршневого пальца. Срок службы поршня соответствует, примерно, времени износа на нем двух комплектов поршневых колец. У поршня изнашиваются боковые стенки канавок для колец, отверстие под палец и юбка. Первоначальную прямоугольную форму изношенных канавок восстанавливают протачиванием на токарном станке и ставят в них более высокие поршневые кольца. Для устранения овальности, образующейся при износе, отверстие в бобышках обрабатывают разверткой под размер пальца увеличенного диаметра. Поршень с сильно износившейся юбкой, как правило, бракуют и заменяют новым. Пределом изношенности поршня можно считать образование между нижней частью юбки и зеркалом зазора около 0,5% от диаметра цилиндра. Величину зазора измеряют у передней или задней стороны юбки при расположении поршня в нижней, менее изношенной части цилиндра. Диаметр нового поршня, по данным Мотоциклетного справочника (А. М. Иерусалимский, А. А. Иванов, Б. В. Бекман, Мотоциклетный справочник, Машгиз, 1947.), должен быть меньше диаметра цилиндра в верхней части поршня (участок колец) на 0,006 и внизу юбки — на 0,003 диаметра цилиндра. Норма зазора, рекомендованная для нижней части юбки, является устаревшей и поршень, обработанной для цилиндра диаметром 78 мм, согласно указанной норме, имел бы зазор у юбки 78 X 0,003 = — 0,234 мм. Современные поршни работают с зазором в верхней части примерно 0,3 — 0,5 мм (что соответствует нормам справочника), а в нижней части юбки — 0,05 — 0,08 мм, что и следует принимать при подборе нового поршня по цилиндру.
При использовании поршней из сплавов, тепловое расширение которых неизвестно, величину необходимого зазора между поршнем и цилиндром уточняют опытным путем: поршень и цилиндр нагревают примерно до 150°; в этих условиях поршень должен опускаться в цилиндр под влиянием своего веса.
В качестве примера правильного подбора поршня к цилиндру приводим данные по двигателю мотоцикла М1А. Поршень устанавливают в цилиндре с зазором 0,085 — 0,065 мм. Кроме поршней номинальных размеров, завод выпускает поршни для первого ремонта с обозначением на днище ПР и для второго ремонта с обозначением ВР. Кроме этих обозначений, на днище поршня ставят один из номеров размерных групп: 0; 1 или 2. Такие же номера выбиты на верхнем торце цилиндра. Поршень и цилиндр подбирают с одинаковым номером размерной группы.
Поршни смежных размерных групп отличаются один от другого диаметром юбки на 0,01 мм. Поршни первого и второго ремонта предназначены для цилиндров, расшлифованных соответственно до 52,25 и 52,5 мм
. На бобышке поршня имеются цветные метки - белая, черная или красная — для подбора поршневых пальцев, также имеющих на торце цветные метки. При комплектовке поршень и палец подбирают с одинаковыми цветными метками.
При износе юбки поршень во время работы двигателя ударяет о стенки цилиндра, вызывая резкий стук, являющийся для водителя предупреждением о возможной поломке юбки; увеличивается расход масла и ослабевает компрессия, главным образом, вследствие ухудшения прилегания колец к зеркалу. В двухтактных двигателях, в которых поршень служит основным распределительным органом, при износе юбки поршня, помимо появления стуков и ослабления компрессии в цилиндре, неплотно закрываются окна и уменьшается компрессия в картере, вследствие чего резко ухудшается заряд - наполнение и пуск и уменьшается мощность двигателя.
Продление срока службы изношенного поршня путем установки новых колец возможно лишь на короткое время, так как в этом случае кольца изнашиваются очень скоро.
Цилиндр заменяют новым или растачивают и шлифуют (под увеличенный размер поршня) при увеличении диаметра его верхней части от износа на 0,15 — 0,20 мм, а также при образовании на зеркале задиров от поршневого пальца и рисок от пригоревших поршневых колец и заклинивания поршня. Вследствие износа зеркало цилиндра становится конусным (вверху шире, внизу уже) и овальным, вытянутым по оси, перпендикулярной поршневому пальцу.
У некоторых двигателей износ цилиндра в верхней части бывает большим в направлении поршневого пальца по следующим причинам, не связанным с перекосом поршня: вследствие смывания смазки потоком рабочей смеси, направленным на боковую стенку; неравномерного стекания смазки, в особенности при горизонтальном расположении цилиндра; деформации цилиндра от нагрева.
Конусность зеркала цилиндра удобно приближенно определять с помощью поршневого кольца, которое для этого помещают внизу, а затем вверху цилиндра. Зазор в замке измеряют щупом. Разность между большим и меньшим значениями зазора, разделенная на 3,14 (число π), есть величина износа. Точное определение износа производят индикатором (фиг. 89).

От износа зеркала цилиндра, задиров и рисок на нем ухудшается компрессия. При выборе способа восстановления компрессии необходимо учитывать следующее: путем установки в изношенный цилиндр нового поршня и колец нельзя восстановить нормальную компрессию, так как поршень и кольца не могут хорошо приработаться к овальному зеркалу; зазоры между поршнем и зеркалом и в замках колец, подогнанных по нижней части цилиндра, в верхней, более изношенной части зеркала сильно увеличиваются; кольца при движении по конусному цилиндру непрерывно сжимаются и разжимаются, изнашивают боковые стенки канавок и могут сломаться.

Из повреждений зеркала, возникающих не от износа, наиболее влияют на уменьшение компрессии и увеличение расхода масла глубокие риски, образующиеся вдоль всего зеркала, снизу до верха цилиндра. Неглубокие задиры зеркала цилиндра пальцем в четырехтактных двигателях не причиняют особенно большого вреда, так как сечение одного-двух задиров по сравнению с суммарной площадью многих рисок невелико и повреждение не достигает верхней части зеркала, в пределах которой развиваются наиболее высокие давления при сжатии и рабочем ходе. В двухтактных двигателях любое повреждение зеркала, в том числе и задир пальцем, резко ухудшает пуск и работу двигателя.
Наволакивание алюминия на участки зеркала при частичных закаливаниях поршня в цилиндре или при работе с недостатком смазки устраняют шабером или, более успешно, концентрированным раствором каустика (едкий натр, едкое кали). Щелочь быстро растворяет алюминий и затем ее удаляют теплой водой.
Цилиндр с изношенным или поврежденным зеркалом в заводских условиях ремонтируют расточкой резцами, шлифованием вращающимся абразивом и доводкой хонингованием. В незаводских условиях цилиндр растачивают на токарном станке и затем доводят хонинговальной головкой или разжимным притиром с наждачной пастой.
При расточке цилиндра на токарном станке необходимо достигнуть минимальной конусности и овальности, точной перпендикулярности оси цилиндра фланцу, возможно более чистой поверхности. Необходимо также в нижней части цилиндра снять коническую фаску для облегчения введения в него поршневых колец.
Токари для упрощения работы при расточке закрепляют нижнюю часть или фланец цилиндра в четырехкулачковый патрон. Этого делать нельзя даже в том случае, когда фланец цилиндра очень массивный. Кулачки (при необходимом для прочного закрепления завертывании) деформируют цилиндр, резец снимает на выпученных частях зеркала увеличенную стружку. В результате, несмотря на очень осмотрительное закрепление, вынутый из патрона цилиндр приобретает в районе фланца форму овала, вытянутого в направлении более интенсивного сжатия кулачками.
В условиях слабо оснащенной мастерской для того, чтобы фланец был перпендикулярен оси цилиндра, последний устанавливают на выверенной планшайбе и крепят болтами за фланец или нижнюю часть цилиндра, вставляют в оправку, закрепленную в патроне. В тех случаях, когда цилиндр уже расточен, но нет уверенности в соблюдении перпендикулярности оси цилиндра фланцу, вытачивают оправку, надевают на нее цилиндр и резцом проверяют фланец, при необходимости снимая с него минимальную стружку.
После расточки зеркало доводят хонинговальной головкой, которая может быть изготовлена упрощенным способом из деревянной болванки (фиг. 90) или разжимным притиром с абразивной пастой.

Для начальной обработки применяют абразивные бруски с зернистостью 150 — 170, окончательную доводку производят брусками с зернистостью 250 — 400.
Хонинговальную головку необходимо вращать и одновременно перемещать возвратно - поступательно, обильно подливая на абразивные бруски керосин. Примерное число оборотов в минуту хонинговальной головки — 220, количество возвратно-поступательных ходов — от 60 до 100. После доводки желательно промыть зеркало теплой мыльной водой.
Приводить головку во вращение можно от сверлильного станка или тихоходной электрической дрелью, питая ее током пониженного напряжения через трансформатор или, в крайнем случае, вручную.
Хонинговальная головка, изготовленная упрощенным способом, улучшает поверхность зеркала, но с ее помощью нельзя устранить ни конусности, ни овальности цилиндра.
Для обильной подачи на абразивные бруски керосина, без которого на зеркале будут появляться риски, мотоциклисту можно рекомендовать следующий способ хонингования цилиндра (фиг. 91).

В сосуд подходящего размера, например, ведро, вливают 8 — 10 л керосина. Цилиндр закрепляют в отверстии доски болтами и опускают в сосуд с керосином, доска при этом ложится на края сосуда. Таким образом, хонинговальная головка вращается в керосине. После окончания работы керосин можно отфильтровать и использовать вторично.
При нормальном образовании износов ослабление посадки поршневого пальца в бобышках поршня и появление зазоров между пальцем и его бронзовой втулкой в головке шатуна происходят одновременно с износом поршня. Поэтому поршень, палец и бронзовую втулку следует заменять одновременно. Но так как нередко, вследствие неправильной эксплуатации или неточной подгонки деталей при сборке, необходимость замены поршня, пальца и бронзовой втулки наступает в разные сроки, то необходимо определить первоочередность замены той или другой детали.
Нарушение правильной работы сочленения поршня с шатуном в первую очередь определяют по появлению постороннего стука при работе двигателя. Износы в сочленении поршня с пальцем и верхней головкой шатуна в целом проверяют на ощупь. Осевое перемещение поршня с пальцем во втулке шатуна — явление нормальное. Боковое покачивание поршня с пальцем во втулке допустимо, так как указывает на незначительный износ трущихся поверхностей сочленения. Самое незначительное перемещение поршня относительно головки шатуна в радиальном направлении недопустимо, так как вызывает при работе двигателя интенсивный стук и может явиться причиной поломки поршня. Радиальное перемещение поршня происходит от следующих причин: износа пальца, увеличения отверстия в бобышках, от трения и наклепа, износа бронзовой втулки, ослабления посадки бронзовой втулки в головке шатуна.
Изношенный палец заменяют новым того же размера и нередко он устанавливается достаточно плотно в старой втулке. При износе отверстий бобышку поршня и бронзовую втулку в шатуне обрабатывают разверткой под увеличенный размер пальца. Подгоняя палец по месту, его плотнее устанавливают в бобышках и свободнее во втулке. От нагревания при работе поршень расширяется и посадка пальца в бобышках ослабевает. Поэтому пользуются раздвижной разверткой (см. фиг. 10) или подбирают развертку под соответствующую посадку пальца в бобышках, а бронзовую втулку обрабатывают той же разверткой, но с наложенной на несколько ее граней полоской бумаги (см. фиг. 11).


В качестве примера подбора пальца к поршню приведены данные по комплектованию двигателя мотоцикла М1А. Поршневой палец имеет диаметр 12 мм. Изготовляются также пальцы увеличенного размера — диаметром 12,1 мм. На торцах пальцев имеются цветные метки — белая, черная или красная, обозначающие размерные группы. Белой меткой обозначен палец большего диаметра, пальцы с черной и красной метками меньше соответственно на 0,0025 и 0,005 мм. При комплектовке цветные метки пальца и бобышки поршня подбирают одинаковые, что обеспечивает натяг примерно 0,01 мм. Установка пальца с натягом даже в нагретый поршень при недостатке опыта может привести к деформации поршня. От сжатия по направлению пальца поршень сплющивается, поэтому для предупреждения повреждения поршня допустимо подбирать палец с красной меткой, для бобышек — с черной и белой метками.
Чтобы снять поршень с шатуна, вынимают запорные пружинные кольца из бобышек и, подогрев поршень, выталкивают поршневой палец. Запорные кольца бывают двух видов: проволочные и штампованные из листовой стали. Первые извлекают с помощью небольших плоскогубцев, вторые — круглогубцами с опиленными тонкими концами губок. Плоскогубцами запорное кольцо захватывают за оба проволочных крючка; тонкие концы круглогубцев вводят в отверстия на концах кольца из листовой стали. При сближении концов запорное кольцо выходит без затруднений из канавки в бобышке поршня. Чтобы не потерять запорное кольцо, рекомендуется продеть губки сквозь продырявленный кусок материи и прикрыть им отверстие бобышки во время извлечения кольца.
Палец, туго сидящий в поршне, выпрессовывают при помощи хомута с винтом (фиг. 92) или выколачивают молотком с помощью деревянного или алюминиевого стержня. При выколачивании пальца поршень надежно подпирают массивным деревянным бруском для того, чтобы не изогнуть шатун, который в боковом направлении может погнуться даже от слабых ударов молотка.

Снятый поршень внимательно осматривают, выясняя, не работал ли он с перекосом на согнутом шатуне, и устраняют перед установкой нового поршня это повреждение. При работе с перекосом верхние пояски между кольцами над отверстием для пальца и расположенная по диагонали нижняя часть юбки под бобышкой имеют следы усиленного износа, а диаметрально расположенные участки поясков и часть юбки в этом случае покрыты нагаром (фиг. 93). Незначительный изгиб шатуна устраняют небольшим нажимом на его головку. Отсутствие изгиба проверяют способами, изложенными ниже.

Втулку верхней головки шатуна выпрессовывают и запрессовывают в тисках или болтом с гайкой с помощью отрезков труб (фиг. 94).

Для установки пальца поршень предварительно нагревают до 100° в кипящей воде, или непосредственно на электрической плитке, или на металлическом листе другим источником тепла. Нагревание поршня в масле менее удобно, так как при сборке приходится устанавливать поршень, покрытый горячим маслом.
Отверстия в бобышках поршня и во втулке шатуна совмещают продетой в них точеной оправкой 6 с уступом (фиг. 92). Диаметр оправки делают несколько меньшим диаметра пальца, а конец ее за уступом входит внутрь пальца.
В нагретый поршень палец входит совершенно свободно, но лишь до момента повышения температуры самого пальца. Поэтому палец, слегка смазанный автолом, вталкивают в поршень возможно быстрее до упора в предварительно вставленное запорное кольцо. Под руками размещают молоток, массивный деревянный брусок и стержни - выколотки, с помощью которых можно будет, если понадобится, быстро «дослать» палец в ту или иную сторону.
В четырехтактных двигателях поршни, имеющие на юбке разрезы (прямые, косые, Т-образные или иной формы), устанавливают (если нет специальных указаний завода - изготовителя) разрезом к передней, менее нагруженной стенке цилиндра. В противном случае поршень в процессе эксплуатации двигателя разрушится.
На головках поршней двухтактных двигателей имеются стрелки и надписи, указывающие, как устанавливать поршень в цилиндре. Например, в двигателе мотоцикла М1А поршень должен быть обращен вперед к выпускному окну стороной, обозначенной направлением стрелки. При несоблюдении этих указаний замки поршневых колец совпадут с окнами на зеркале, и кольца при движении поршня сломаются.
При отсутствии на головке поршня установочных данных руководствуются следующими указаниями: у двигателей с гребешком на головке поршня длинная сторона гребешка должна быть обращена к выпускному окну, а короткая — к продувочному; поршень с выпуклой головкой (без гребешка) вставляют юбкой до нижнего кольца в цилиндр сверху так, чтобы поршневой палец расположился по диаметру, соответствующему направлению отверстия в головке шатуна. Против стопоров поршня, на торце по окружности цилиндра, ставят метки карандашом или мелом, после этого поршень вынимают, повертывают на 180° и разметку повторяют. Для установки поршня требуется выбрать одно из двух его положений, при котором мысленно проведенные от меток вдоль зеркала цилиндра линии не будут пересекать окон на зеркале, а пройдут по направлениям, не занятым окнами. Полезно также проверить при этом сопряжение выемок и окон на поршне с окнами на зеркале при различных положениях поршня в цилиндре.
После сборки поршня с шатуном, прежде чем надевать кольца, проводят пробную установку цилиндра, для того чтобы проверить, нет ли перекоса поршня в цилиндре. Предварительную проверку производят путем осмотра или с помощью щупа, просовываемого между поршнем и зеркалом около бобышек. Зазоры у обеих бобышек должны быть равные. Обнаруженный перекос, обычно являющийся следствием изгиба шатуна, вызывает не только неправильную работу поршня и колец, но также уменьшает надежность закрепления поршневого пальца. В этом случае на палец вдоль его оси будет действовать сила, воспринимаемая запорным кольцом, которое по истечении некоторого времени работы двигателя выйдет из углубления бобышки, и тогда палец задерет зеркало цилиндра.
Более точный способ обнаруживания и устранения перекоса поршня в цилиндре с помощью щупов и приспособления, являющийся обязательным при высококачественной сборке двигателя, изложен при описании сборки и разборки картера.


предыдущая страница оглавление следующая страница