Шатунно-поршневая группа и коленвал двигателя ЗМЗ-402

_____________________________________________________________________________

Шатунно-поршневая группа и коленвал двигателя ЗМЗ-402

Поршни двигателя ЗМЗ-402

Поршни двс ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава и термически обработаны. Головка поршня - цилиндрическая с плоским днищем.

На цилиндрической поверхности головки проточены три канавки: в двух верхних установлены компрессионные кольца, а в нижней - маслосъемное.

В канавке под маслосъемное кольцо с обеих сторон выполнены прорези для того, чтобы не перегревались трущиеся поверхности юбки поршня от тепла, идущего от днища поршня.

По этим же прорезям отводится в картер двигателя масло, снимаемое маслосъемным кольцом. Под канавкой для маслосъемного кольца выполнена фаска и на ней по два отверстия с обеих сторон, которые тоже служат для отвода масла, скапливающегося под маслосъемным кольцом.

Юбка поршня ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель овальная в поперечном сечении и бочкообразная в продольном. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца.

Величина овальности поршня составляет 0,39-5-0,43 мм. Наибольший диаметр юбки поршня располагается на 8 мм ниже оси поршневого пальца.

Диаметр юбки плавно уменьшается и в направлении к днищу, и в противоположном направлении: максимальное уменьшение диаметра на кромке фаски под нижней канавкой составляет 0,034-0,064 мм, на нижней кромке опорной части юбки 0,050-0,080 мм.

Ось отверстия под поршневой палец смещена от средней плоскости на 1,5 мм в правую (по ходу автомобиля сторону для уменьшения шума от перекладывания поршня от одной стенки гильзы к другой при изменении направления движения поршня (вверх-вниз).

Поршни двс ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель устанавливаются в гильзы той же размерной группы с зазором 0,024-0,048 мм.

Для обеспечения требуемого зазора поршни и гильзы ГАЗ-402 разделены (по диаметру) на пять групп, обозначенных соответствующей буквой, которая выбивается на днище поршня и наносится на наружной поверхности нижней части гильзы.

Чтобы поршни работали правильно, они должны быть установлены в цилиндры в строго определенном положении. Для этого на одной из бобышек поршня имеется надпись "ПЕРЕД".

В соответствии с этой надписью поршень указанной стороной должен быть обращен к передней части двигателя.

Поршневые кольца двигателя ЗМЗ-402

Компрессионные кольца ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель отлиты из чугуна; верхнее - из высокопрочного чугуна, обладающего высокой упругостью; нижнее - из серого чугуна.

Верхнее компрессионное кольцо работает в наиболее тяжелых условиях (при высоких температуре и давлении, а также при недостатке смазки).

Для увеличения износостойкости наружная поверхность компрессионного кольца , прилегающая к цилиндру, покрыта слоем хрома.

Наружная цилиндрическая поверхность нижнего компрессионного поршневого кольца покрыта слоем олова толщиной 0,006-0,012 мм, что улучшает его приработку.

На внутренней цилиндрической поверхности нижнего поршневого компрессионного поршневого кольца ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705

Газель имеется выточка (рис.2) благодаря которой новые кольца, установленные в цилиндр, несколько выворачиваются и соприкасаются с цилиндром только кромкой. Это ускоряет и улучшает приработку колец к зеркалу цилиндра.

На поршень кольцо должно быть установлено выточкой кверху. Нарушение этого условия вызывает резкое возрастание расхода масла и дымление двигателя. Верхнее кольцо выточки не имеет.

Рис.2. Установка поршневых колец на поршень ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель

1 - верхнее компрессионное кольцо; 2 - нижнее компрессионное кольцо; 3 - кольцевой диск; 4 - осевой расширитель; 5 - радиальный расширитель

Маслосъемное кольцо сборное состоит из двух стальных кольцевых дисков 3 и двух стальных расширителей: осевого 4 и радиального 5.

Рабочая цилиндрическая поверхность (прилегающая к цилиндру) кольцевых дисков покрыта слоем хрома толщиной 0,080-0,130 мм. Высота компрессионных колец 2 мм, маслосъемного в сборе - 4,9 мм. Замок колец прямой.

Поршневые пальцы двигателя ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель плавающего типа (они не закреплены ни в поршне, ни в шатуне) изготовлены из низколегированной стали методом холодной высадки.

Наружная поверхность поршневого пальца подвергнута углеродонасыщению на глубину 1-1,5 мм и закалена с нагревом ТВЧ до твердости ЖС 59-66. Наружный диаметр поршневого пальца - 25 мм.

Чтобы предупредить стук пальцев, их подбирают к поршням с минимальным зазором, допустимым по условиям смазки.

Так как линейное расширение материала поршня примерно в 2 раза больше, чем у пальца, то при нормальной комнатной температуре палец входит в отверстия бобышек поршня с натягом.

К шатуну палец подбирается с зазором от 0,0045 мм до 0,0095 мм. Для удобства подбора пальцы, шатуны и поршни ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) разделены на размерные группы.

Точная величина массы пальца обеспечивается выдерживанием допусков на размеры при изготовлении. В поршне палец удерживается двумя стопорными кольцами, изготовленными из круглой пружинной проволоки диаметром 2 мм.

Шатуны двигателя ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель - стальные кованые со стержнем двутаврового сечения. В поршневую головку шатуна запрессована тонкостенная втулка из оловянистой бронзы.

Кривошипная головка шатуна разъемная. Крышка кривошипной головки крепится к шатуну двумя болтами со шлифованной посадочной частью.

Болты крепления крышек и гайки шатунных болтов изготовлены из легированной стали и термически обработаны. Гайки шатунных болтов затягиваются определенным моментом и стопорятся герметиком.

Крышки шатунов обрабатываются в сборе с шатуном и поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой.

Для предотвращения возможной ошибки на шатуне и на крышке (на бобышке под болт) выбиты порядковые номера цилиндров.

Они должны быть расположены с одной стороны. Кроме того, углубления в крышке и шатуне для фиксирующих выступов вкладышей также должны находиться с одной стороны.

В стержне шатуна ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) у кривошипной головки имеется отверстие диаметром 1,5 мм, через которое производится смазка зеркала цилиндра. Это отверстие должно быть направлено в правую сторону двигателя, т. е. в сторону, противоположную распределительному валу.

При правильной сборке цифра "24", выштампованная на средней полке стержня шатуна, а также выступ на крышке шатуна должны быть обращены к передней стороне двигателя.

Для обеспечения динамической уравновешенности двигателя суммарная масса поршня, поршневого пальца, колец и шатуна, устанавливаемых в двигатель, может иметь разницу по цилиндрам не более 12 г, что обеспечивается подбором деталей соответствующей массы.

По деталям разница в массе может быть: поршней - 4 г, шатунов - 18 г, поршневых пальцев - 2 г. Для обеспечения вышеуказанной разницы в массах деталей в одном двигателе (12 г) шатуны по массе разбиваются на четыре группы и должны подбираться для одного двигателя с разницей не более 5 г.

Коленвал двс ЗМЗ-402

Коленвал ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель отлит из высокопрочного чугуна, имеет пять опор, в сборе с маховиком и сцеплением динамически сбалансирован: допустимый дисбаланс не более 35 рем.

Диаметр коренных шеек 64 мм, шатунных - 58 мм. Шатунные шейки полые. Полости в шатунных шейках закрыты резьбовыми пробками и предназначены для дополнительной очистки масла, поступающего на шатунные шейки.

Масло к полостям шатунных шеек подводится по отверстиям в щеках коленвала ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель из кольцевой канавки на вкладышах коренных шеек коленчатого вала. К коренным шейкам масло поступает по каналам в перегородках блока из масляной магистрали.

Рис.3. Передний конец коленчатого вала ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель

1 и 2 - упорные шайбы; 3 - вкладыш подшипника; 4 - крышка подшипника; 5 - штифт; б - шайба упорная

Осевое перемещение коленчатого вала ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель ограничивается двумя упорными сталеалюминиевыми шайбами 1 и 2 (рис.3), расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника.

Передняя шайба 1 антифрикционным слоем обращена к стальной упорной шайбе 6 на коленчатом валу, задняя шайба 2 - к щеке коленчатого вала.

Передняя шайба удерживается от вращения двумя штифтами 5, запрессованными в блок и крышку коренного подшипника.

Выступающие концы штифтов входят в пазы шайбы. Задняя шайба удерживается от вращения своим выступом, входящим в паз на заднем торце крышки коренного подшипника. Величина осевого зазора составляет 0,125-0,325 мм.

На переднем конце коленвала ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель на шпонках установлены стальная упорная шайба, шестерня привода распределительного вала, маслоотражатель и ступица шкива коленчатого вала.

Все эти детали стянуты болтом-храповиком, ввертываемым в передний торец коленчатого вала. Шпоночный паз в ступице шкива уплотняется резиновой пробкой.

К ступице шестью болтами крепится шкив коленчатого вала, от которого двумя ремнями приводятся вспомогательные агрегаты: вентилятор, водяной насос и генератор.

На шкиве смонтировано специальное устройство - демпфер, служащий для гашения крутильных колебаний коленчатого вала, благодаря чему, уменьшается шум и облегчаются условия работы шестерен привода распределительного вала.

Демпфер состоит из чугунного диска, напрессованного через эластичную (резиновую) прокладку на цилиндрический выступ шкива коленчатого вала.

На шкиве коленвала ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель нанесена одна метка, а на диске демпфера три метки, служащие для определения верхней мертвой точки и установки зажигания.

Метка на шкиве и третья метка на диске демпфера должны находиться друг против друга. Взаимное смещение меток указывает на выход из строя демпфера.

При совмещении с ребром-указателем на крышке распределительных шестерен третьей метки (по направлению вращения) на диске демпфера поршни первого и четвертого цилиндров находятся в верхней мертвой точке (ВМТ).

Вторая метка соответствует положению за 5° до ВМТ и служит вместе с третьей меткой для установки зажигания на неработающем двигателе.

Первая метка соответствует положению за 12° до ВМТ и служит вместе со второй и третьей метками для контроля правильности установки зажигания на работающем двигателе.

Передний конец коленвала автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель уплотнен резиновой манжетой с маслоотражателем, запрессованным в крышку распределительных шестерен. На маслоотражателе имеется отбортовка, отводящая масло, стекающее по стенке крышки.

Для облегчения работы манжеты перед ней на коленчатом валу установлен еще один маслоотражатель. Надежная работа манжеты после переборки обеспечивается хорошей центровкой его по коленчатому валу.

Задний конец коленчатого вала ЗМЗ-402 уплотнен набивкой из асбестового шнура, пропитанного антифрикционным составом и покрытого графитом.

Набивка заложена в канавку в блоке цилиндров и в специальном держателе, прикрепленном двумя шпильками к блоку. На шейке коленчатого вала под набивкой имеется микрошнек, а перед набивкой гребень, служащий для отбрасывания масла из зоны уплотнения.

Стыки держателя уплотнены резиновыми прокладками Г-образной формы. В заднем торце коленчатого вала расточено гнездо для установки шарикоподшипника первичного вала коробки передач.

Маховик ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель отлит из серого чугуна. Он крепится к фланцу на заднем конце коленчатого вала четырьмя шлифованными болтами.

Гайки болтов законтрены отгибной пластиной. На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Перед сборкой с коленчатым валом маховик статически балансируют.

К заднее торцу маховика ЗМЗ-402 шестью болтами прикреплено сцепление. На фланце кожуха сцепления и маховике выбита метка "О". При сборке двигателя обе метки должны быть совмещены, чтобы не нарушить балансировку коленчатого вала.

Вкладыши коленвала двс ЗМЗ-402

Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель состоят из тонкостенных взаимозаменяемых вкладышей, которые изготовлены из малоуглеродистой стальной ленты, залитой тонким слоем антифрикционного высокооловянистого алюминиевого сплава.

Толщина коренного вкладыша 2,240-2,233 мм, а шатунного - 1,745-1,738 мм. В каждом подшипнике установлено по два вкладыша.

Осевому перемещению и проворачиванию вкладышей в постелях блока или в шатунах препятствуют фиксирующие выступы на вкладышах, входящие в соответствующие пазы в постелях блока или в шатунах.

Все коренные вкладыши коленвала имеют кольцевую канавку для непрерывного питания маслом шатунных шеек коленчатого вала.

Посередине коренных вкладышей имеется отверстие, через которое подается масло к подшипникам из канала в постели блока.

Отверстия в шатунных вкладышах совпадают с отверстиями в шатунах. Для сохранения взаимозаменяемости и предупреждения ошибок при установке новых вкладышей на всех коренных и шатунных вкладышах сделаны отверстия.

Ширина коренных вкладышей равна 25,5 мм, шатунных - 28,5 мм. Диаметральный зазор между шейкой и вкладышами составляет 0,020--0,073 мм для коренных и 0,010-0,063 мм для шатунных подшипников.

Рабочий зазор между коромыслом и клапаном ЗМЗ-402 должен быть для первого и восьмого клапанов в пределах 0,35-0,40 мм, для всех остальных 0,40-0,45 мм.

При увеличенных зазорах возникает стук клапанов, а при уменьшенных возможно неплотное прилегание клапана к седлу и прогорание клапана, поэтому указанные выше величины зазоров не следует уменьшать даже при наличии некоторого стука, который хотя и неприятен на слух, но не вызывает нарушений нормальной работы двигателя.

Проверку и регулировку зазора между коромыслом и клапаном ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель рекомендуется производить в такой последовательности:

- установить поршень первого цилиндра в ВМТ такта сжатия. Для этого надо, проворачивая коленвал специальным ключом, совместить третью метку на демпферной части шкива коленчатого вала с ребром-указателем на крышке распределительных шестерен.

При такте сжатия оба коромысла первого цилиндра должны свободно качаться на осях, т. е. оба клапана закрыты. Проверить щупом зазор между коромыслом и клапаном.

При неправильном зазоре отвернуть гаечным ключом гайку регулировочного винта и, поворачивая отверткой регулировочный винт, установить зазор по щупу. Поддерживая отверткой регулировочный винт, законтрить его гайкой и проверить правильность зазора.

- повернуть коленчатый вал на пол-оборота, отрегулировать зазоры для второго цилиндра.

- повернуть коленчатый вал еще на пол-оборота, отрегулировать зазоры для четвертого цилиндра.

- повернуть коленчатый вал еще на пол-оборота, отрегулировать зазоры для третьего цилиндра.

Во время работы двигателя коромыслом и клапаном, особенно изношенного, кольца которого пропускают много масла, на стенках камеры сгорания и днищах поршней отлагается слой нагара.

Нагар ухудшает теплоотдачу через стенки в охлаждающую жидкость, в результате чего возникают местные перегревы, явления детонации и калильного зажигания; в результате мощность двигателя уменьшается, а расход топлива возрастает.

При появлении таких признаков следует снять головку и очистить камеру сгорания и днище поршня от нагара. Перед очисткой следует нагар смочить керосином. Это предотвращает распыление нагара и предупреждает попадание ядовитой пыли в дыхательные пути.

Нагар также образуется при длительной работе на малых нагрузках исправного неизношенного двигателя. В этом случае нагар можно устранить длительным движением с большой скоростью. При снятия головки цилиндров рекомендуется притереть клапаны.

Ремонт и сервисное обслуживание автомобилей, двигателей и автоматических коробок передач

Шатунно-поршневая группа и коленвал двигателя ЗМЗ-402

Двигатели Mitsubishi

Двигатели Toyota

Двигатели ЗМЗ