Техническое обслуживание и диагностика неисправностей двигателя модели ВАЗ 21083 автомобиля ВАЗ 2111. Кривошипно-шатунный механизм
Государственное образовательное учреждение
cреднего профессионального образования
Санкт-Петербургский технический колледж
КУРСОВАЯ РАБОТА
по « Техническому обслуживанию автомобилей»
На тему:
Техническое обслуживание и диагностика неисправностей двигателя модели ВАЗ 21083 автомобиля ВАЗ 2111
Выполнил студент группы № 317 Гафуров Е.М.
Руководитель курсовой работы Зверев В.С.
Санкт-Петербург
2011
Содержание
Введение.......................................................................................................................... 3
1. Назначение, устройство, принцип работы кривошипно-шатунного механизма....... 4
1.1 Назначение кривошипно-шатунного механизма................................................................................. 4
1.2 Устройство кривошипно-шатунного механизма................................................................................. 4
1.3 Принцип действия кривошипно-шатунного механизма.................................................................... 7
2. Диагностика кривошипно-шатунного механизма....................................................... 8
2.1 Возможные неисправности и методы их диагностики...................................................................... 8
2.1.1 Двигатель не развивает полной мощности и не обладает достаточной приемистостью: недостаточная компрессия – ниже 1 МПа (10 кгс/см2)(чрезмерный износ цилиндров и поршневых колец)..................................................................................................................................................... 8
2.1.2 Стук шатунных подшипников: чрезмерный зазор между шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами........................................................................................................................................ 10
3. Техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма............................. 12
4. Охрана труда.............................................................................................................. 13
Заключение.................................................................................................................... 14
Список литературы....................................................................................................... 15
Введение
Целью моей работы является приобретение теоретических знаний по техническому обслуживанию двигателя модели ВАЗ 21083 автомобиля ВАЗ 2111.
Для выполнения этой цели мне необходимо решить следующие задачи:
· Изучить техническую и справочную литературу.
· Изучить методику проведения ТО и диагностики.
1. Назначение, устройство, принцип работы кривошипно-шатунного механизма
1.1 Назначение кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала.
1.2 Устройство кривошипно-шатунного механизма
Механизм состоит из поршня с поршневыми кольцами и пальцем, шатуна, коленчатого вала и маховика.
Рис.1 Кривошипно-шатунный механизм. 1. Крышка шатуна; 2. Болт крепления крышки шатуна; 3. Шатун; 4. Поршень; 5. Терморегулирующая пластина поршня; 6. Маслосъемное кольцо; 7. Нижнее компрессионное кольцо; 8. Верхнее компрессионное кольцо; 9. Разжимная пружина; 10. Поршневой палец; 11. Вкладыш шатунного подшипника; 12. Упорные полукольца среднего коренного подшипника; 13. Вкладыши коренного подшипника; 14. Каналы для подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 15. Держатель заднего сальника коленчатого вала; 16. Задний сальник коленчатого вала; 17. Штифт для датчика ВМТ; 18. Метка (лунка) ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндра; 19. Шкала в люке картера сцепления; 20. Метка ВМ-Г поршней l-гo и 4-го цилиндров на ободе маховика; 21. Шайба болтов крепления маховика; 22. Установочный штифт сцепления; 23. Зубчатый обод маховика; 24. Маховик; 25. Коленчатый вал; 26. Заглушка масляных каналов коленчатого вала; 27. Передний сальник коленчатого вала (запрессован в крышку масляною насоса); 28. . Зубчатый шкив привода распределительного вала; 29. Шкив привода генератора; 30. А.Маркировка категории поршня по отверстию для поршневого пальца; 31. В.Маркировка класса поршня по наружному диаметру; 32.С. Маркировка ремонтною размера поршня; 33. D.Установочная метка; 34. I.Метки для установки момента зажигания; 35. II.Маркировка крышек коренных подшипников коленчатого вала (счет опор ведется от передней части двигателя).
Поршень 4 отливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Поскольку алюминий имеет высокий температурный коэффициент линейного расширения, то для исключения опасности заклинивания поршня в цилиндре в головке поршня над отверстием для поршневого пальца залита терморегулирующая стальная пластина 5. Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов:
|
Класс |
Диаметр поршня ВАЗ 21083 |
|
А |
81,965-81,975 |
|
B |
81,975-81,985 |
|
C |
81,985-81,995 |
|
D |
81,995-81,005 |
|
E |
82,005-82,015 |
Измерять диаметр поршня для определения его класса можно только в одном месте: в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу на расстоянии 51,5 мм от днища поршня. В остальных местах диаметр поршня отличается от номинального, т.к. наружная поверхность поршня имеет сложную форму. В поперечном сечении она овальная, а по высоте коническая. Такая форма позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня из-за неравномерного распределения массы металла внутри поршня. На наружной поверхности поршня нанесены кольцевые микроканавки глубиной до 14 микрон. Такая поверхность способствует лучшей приработке поршня, так как в микроканавках задерживается масло. В нижней части бобышек под поршневой палец имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Для улучшения условий смазки в верхней части отверстий под палец сделаны два продольных паза шириной 3 мм и глубиной 0,7 мм, в которых накапливается масло. Ось отверстия под поршневой палец смещена на 1,2 мм от диаметральной плоскости поршня в сторону расположения клапанов двигателя. Благодаря этому поршень всегда прижат к одной стенке цилиндра, и устраняются стуки поршня о стенки цилиндра при переходе его через ВМТ. Однако, это требует установки поршня в цилиндр в строго определенном положении. При сборке двигателя поршни устанавливаются так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону передней части двигателя. По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5 г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: "Г", "+" и "-". На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе, чтобы уменьшить вибрации из-за неодинаковых масс возвратно-поступательно движущихся деталей. В запасные части поставляются поршни номинального размера только трех классов: А, С и Е. Этого достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием. Например, к цилиндрам классов В и D может подойти поршень класса С. Главное при подборе поршня - обеспечить необходимый монтажный зазор между поршнем и цилиндром -0,025-0,045 мм.
Кроме поршней номинального размера в запасные части поставляются и ремонтные
поршни с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. На днищах ремонтных поршней ставится маркировка в виде квадрата или треугольника. Треугольник соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 мм, а квадрат - на 0,8 мм. Поршневой палец 10 стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. По наружному диаметру пальцы сортируются на три категории через 0,004 мм соответственно категориям поршней. Торцы пальцев окрашиваются в соответствующий цвет: синий -первая категория, зеленый - вторая и красный - третья. Поршневые кольца обеспечивают необходимое уплотнение цилиндра и отводят тепло от поршня к его стенкам. Кольца прижимаются к стенкам цилиндра под действием собственной упругости и давления газов. На поршне устанавливаются три чугунных кольца - два компрессионных 7, 8 (уплотняющих) и одно (нижнее) маслосъемное 6, которое препятствует попаданию масла в камеру сгорания. Верхнее компрессионное кольцо 8 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей.
Нижнее компрессионное кольцо 7 имеет снизу проточку для собирания масла при ходе поршня вниз, выполняя при этом дополнительную функцию маслосбрасывающего кольца. Поверхность кольца для повышения износоустойчивости и уменьшения трения о стенки цилиндра фосфатируется. Маслосъемное кольцо имеет хромированные рабочие кромки и проточку на наружной поверхности, в которую собирается масло, снимаемое со стенок цилиндра. Внутри кольца устанавливается стальная витая пружина, которая разжимает кольцо изнутри и прижимает его к стенкам цилиндра. Кольца ремонтных размеров изготавливаются (так же, как и поршни) с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. Шатун является стальным, обрабатывается вместе с крышкой, и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Коленчатый вал 25 отливается из высокопрочного специального чугуна и состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек. Для уменьшения деформаций при работе двигателя вал сделан пятиопорным и с большим перекрытием коренных и шатунных шеек. В теле вала просверлены каналы 14 для подачи масла от коренных шеек к шатунным. Технологические выводы каналов закрыты колпачковыми заглушками 26. Для уменьшения вибраций двигателя вал снабжен противовесами, отлитыми заодно целое с валом. Они уравновешивают центробежные силы шатунной шейки, шатуна и поршня, которые возникают при работе двигателя. Кроме того, для уменьшения вибраций коленчатый вал еще динамически балансируют, высверливая металл в противовесах.
1.3 Принцип действия кривошипно-шатунного механизма
Прямая схема: Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал состоит из:
· шатунные шейки
· коренные шейки
· противовес
Обратная схема: Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразовывается в поступательное движение поршня.
2. Диагностика кривошипно-шатунного механизма
Техническое состояние кривошипно-шатунного механизма оценивают по
характеристикам виброударных импульсов в характерных точках двигателя
(виброакустическая метод), суммарному размеру зазоров в верхней головке
шатуна и шатунном попнике, 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.
2.1 Возможные неисправности и методы их диагностики
2.1.1 Двигатель не развивает полной мощности и не обладает достаточной приемистостью: недостаточная компрессия – ниже 1 МПа (10 кгс/см2)(чрезмерный износ цилиндров и поршневых колец).
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.
Количество газов, прорывающихся в картер, позволяет установить
состояние сопряжения поршень—поршневые кольца — цилиндр двигателя. Проверку осуществляют на прогретом двигателе с помощью прибора (расходомера) КИ-4887-1.
Рис.2 Манометрический газорасходомер КИ-4887- И: а - схема; б - общий вид; 1 и 2 - втулки соответственно неподвижная и подвижная; 3 и 6 - отверстия соответственно дросселирующее и калиброванное; 4 - заслонка; 5 и 22 - трубопроводы соответственно впускной и выпускной; 7 - корпус; 8 - шкала подвижной втулки; 9 - пружина; 10 - выпускной патрубок; 11 и 24 - дроссель; 12, 13 и 14 - жидкостные манометры; 15 -пробка; 16, 17 и 18 - каналы; 19 - корпус; 20 - лимб дросселя; 21 и 23 - шланги соответственно выравнивания давления и отсасывающий; 25 – кронштейн
Прибор снабжен трубой с вмонтированными в нее входным и выходным дроссельными кранами. Входной патрубок присоединяют к маслозаливной горловине двигателя, эжектор для отсоса газов устанавливают внутри выхлопной трубы или присоединяют к вакуумной установке. Картерные газы отсасывают через расходомер за счет разрежения в эжекторе. Количество отсасываемых газов
регулируют дроссельными кранами так, чтобы давление в полости картера было равно атмосферному, жидкость в столбиках манометра должна находиться на одном уровне. Дроссельным краном устанавливают перепад давления Аh, одинаковый для всех измерений, по шкале прибора определяют количество прорывающихся газов и сравнивают его с нормативным.
Если при контроле поочередно отключать цилиндры (например, вывертывая свечи зажигания), то по снижению количества прорывающихся газов можно оценить герметичность отдельных цилиндров.
Перед измерением компрессии промывают воздушный фильтр, контролируют
фазы газораспределения и регулируют тепловые зазоры клапанов. Компрессию в
цилиндрах определяют компрессометром, представляющим собой корпус с вмонтированным в него манометром. Манометр соединен с одним концом трубки,на другом конце которой имеется золотник с резиновым наконечником, плотно вставляемым в отверстие для свечи зажигания.
Рис.3 Компрессометр
Проворачивая коленчатый вал двигателя стартером, измеряют максимальное давление в цилиндре и сравнивают его с нормативным.Для карбюраторных двигателей номинальные значения компрессии составляют 0,75...0,8 МПа, а предельные — 0,65 МПа. Падение компрессии ниже предельной возможно при закоксовывании поршневых колец, их залегании в связи с потерей упругости или поломке.
2.1.2 Стук шатунных подшипников: чрезмерный зазор между шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами.
Обычно стук шатунных подшипников резче стука коренных. Он прослушивается на холостом ходу двигателя при резком открытии дроссельной заслонки. Место стука легко определить, отключая по очереди свечи зажигания
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.
Суммарный зазор в верхней головке шатуна и шатунном подшипнике
определяют при неработающем двигателе с помощью устройства КИ-11140.
Рис.4 1-индикатор; 2-основание; 3-наконечник; 4-щуп.
С проверяемого цилиндра двигателя снимают свечу зажигания (у дизельных
двигателей — форсунку) и на ее место устанавливают наконечник 3 устройства,
К основанию 2 через штуцер присоединяют компрессорно-вакуумную установку.
Установив поршень за 0,5…1 от ВМТ на такте сжатия, стопорят коленчатый
вал от проворачивания и попеременно создают в цилиндре давление 200 кПа, и
разрежение 60 кПа, вследствие чего поршень поднимается и опускается,
выбирая зазоры. Суммарный размер зазоров фиксируется индикатором 1.
3. Техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма
После пробега первых 1500—2000 км, а в дальнейшем после снятия головки блока цилиндров, а также при появлении признаков прорыва газов или подтекания охлаждающей жидкости в соединении подтягивать гайки шпилек и болты головки блока цилиндров в установленной последовательности. В эти же сроки подтягивать винты или болты крепления поддона картера. Проверять и при необходимости подтягивать крепления опор двигателя, очищать от грязи и масла резиновые подушки. Ежедневно протирать поверхность двигателя ветошью, смоченной специальным очистителем или раствором стирального порошка.
4. Охрана труда
Охрана труда и техника безопасности — это комплекс мероприятий и соответствующих приемов выполнения работ, обеспечивающих сохранение здоровья трудящихся на производстве.
Большое значение для предупреждения производственного травматизма при производстве текущего ремонта автомобилей имеет правильная организация рабочего места.
Нельзя производить работы под автомобилем, если он поднят только домкратом. В случае необходимости, работая под автомобилем лежа, следует пользоваться подкатными тележками с подголовником.
Транспортировка снятых с автомобиля агрегатов должна осуществляться на специальных тележках.
При работе под автомобилем в осмотровой канаве, не имеющей освещения, можно пользоваться переносной лампой, подключаемой к сети с напряжением не более 12 В.
Монтажно-демонтажные работы следует выполнять только исправным инструментом определенного назначения.
Гаечные ключи должны точно соответствовать размерам гаек и болтов и не иметь выработки зева и трещин. Во избежание несчастных случаев сдваивание гаечных ключей или применение рычага для удлинения плеча недопустимо.
Тяжелые работы по снятию и установке агрегатов следует выполнять с применением специальных подъемных приспособлений, захватов и съемников; обвязывание при этом агрегатов веревкой не допускается.
Для выполнения слесарных работ следует применять только исправные инструменты. Бойки молотков, кувалд и затылки зубил или крейцмейселей не должны иметь заусенцев и быть сборными. Длина зубила и крейцмейселя должна быть не менее 125 мм.
Во избежание соскакивания ножовки при распиливании металла вначале следует делать неглубокую канавку с помощью трехгранного напильника, а затем выполнять распиливание.
При работе зубилом необходимо применять защитные очки и располагаться так, чтобы отлетающие куски металла не могли поранить окружающих. Нельзя работать напильниками, не имеющими деревянных ручек.
При работе электродрелью следует обращать внимание на ее заземление и целостность изоляции электрического шнура. Работать с электродрелью необходимо в резиновых перчатках, а под ноги стелить резиновый коврик.
При работе на сверлильном станке нельзя держать руками металлические детали, их нужно закреплять в тисках. Необходимо тщательно убирать волосы под головной убор, нельзя выдувать стружку ртом и останавливать рукой вращающийся патрон со сверлом.
Помещения, где производится обслуживание или ремонт автомобиля, работающего на этилированном бензине, должны быть оборудованы надежной приточно-вытяжной вентиляцией, бачками и ваннами с керосином, а также умывальником с теплой водой и мылом.
Заключение
Выполнив курсовую работу, я достиг поставленной цели: приобрел теоретические знания по техническому обслуживанию двигателя модели ВАЗ 21083 автомобиля ВАЗ 2111.
Список литературы
Беднарский В. В. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей, Ростов-на-Дону, Феникс, 2007-456 с.
Власов В. М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей, М., Академия, 2006-477 с.
Газарян А.А Техническое обслуживание автомобилей. 2-е издание, переработанное и дополненное, Москва, Третий Рим, 2006-272 с.
http://knigitut.net/18/114.php
http://www.bestreferat.ru/referat-169346.php
http://www.nashata4ka.ru/index.php/features?start=4
http://www.2101vaz.ru/2009-03-10-11-38-07/48-2009-03-10-12-57-16.php