Методическая разработка Техническое обслуживание КШМ и механизма газораспределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка

по МДК.01.01 Устройство автомобилей

на тему

 «Техническое обслуживание КШМ и механизма газораспределения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2019

 

Цели занятия:

1.   Изучить с курсантами порядок выполнения работ при проведении ТО механизмов двигателя ЗИЛ-131 и КамАЗ-740.

2.   Воспитывать у обучающихся чувство личной ответственности за соблюдение Правил дорожного движения и безаварийную эксплуатацию АТ.

3.   Развивать интерес к изучению автомобильной техники, память, целеустремленность.

 

Время: 2 часа

Место: кабинет по устройству и эксплуатации

 

Учебно - материальное обеспечение:

Плакаты «Кривошипно-шатунный механизм» двигателя ЗИЛ-131; «Кривошипно-шатунный и ГРМ двигателя КамАЗ-740», двигатель КамАЗ-740, детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов двигателей ЗИЛ-131 и КамАЗ-740.

 

Распределение времени занятия:

Вступительная часть                                                      5 мин;

Проверка подготовки обучающихся к занятию        10 мин;

Учебные вопросы занятия:

1.   Изучение конструкции КШМ и механизма газораспределения        25 мин;

2.   Техническое обслуживание КШМ  и  ГРМ                               25 мин;

3.   Порядок регулирования теплового зазора в клапанном

механизме20 мин;

Заключение                                                                                                    5мин.

 

Содержание занятия

 

Накануне занятия (за день-два) рекомендуется провести групповую консультацию по пройденным занятиям из раздела «Общее устройство и работа двигателя». Ответить на вопросы. Поставить задачу на подготовку к предстоящему занятию. Объяснить порядок проведения занятия.

Вступительная часть

 

-      принять рапорт дежурного по группе;

-      проверить наличие обучающихся и их готовность к занятию;

-      ответить на вопросы, которые возникли при подготовке к занятию на самостоятельной работе;

-      проинструктировать личный состав о порядке  соблюдения правил техники безопасности при выполнении практических работ, довести пожарный расчет.

Методические рекомендации:

При подготовке к занятию изучить учебные вопросы, содержание методической разработки, технологических карт, ознакомиться с методическими рекомендациями. По завершению личной теоретической подготовки составить и утвердить план проведения занятия.

Накануне занятияподготовить учебно-материальную базу. Проверить и утвердить планы проведения занятия у старших на учебных местах. Занятие проводится двумя преподавателями с привлечением техников - инструкторов.

При проведении занятия приводить примеры из практической деятельности и жизни. Для активизации обучающихся задавать вопросы, направленные на воспоминание ранее изученного материала, самостоятельное уяснение устройства агрегатов трансмиссии.

Перед практическими работами дать возможность курсантам вспомнить общее устройство КШМ, ГРМ.

Для отработки вопросов учебную группу предлагается разделить на три подгруппы и организовать занятия на трех рабочих местах, которые соответствуют 2-4 учебным вопросам (предварительно проинструктировав о порядке работы и смене рабочих мест):

Во время практической работы, преподаватель (старший на учебном месте) показывает и комментирует порядок выполнения работ. После показа курсанты поочередно выполняют работы указанные преподавателем. Примерно через 20 минут работы произвести смену рабочих мест.

Подводя итоги по каждому учебному вопросу необходимо выделить главное, подчеркнув необходимость изучения данного вопроса, напомнив курсантам о необходимости своевременного и качественного  технического обслуживания.

В заключении представить перспективные направления развития и конструирования автомобильной техники, подвести итоги занятия, сделать вывод о достижении учебных целей, дать задание на самостоятельную работу.

 

1. Изучение конструкций кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

 

Блок цилиндров является основой двигателя. На нём и внутри него располагаются основные механизмы и детали систем двигателя.

Внутренняя поверхность цилиндра, по которой перемещается поршень, называется зеркалом цилиндра. Её тщательно обрабатывают для уменьшения трения при движении в цилиндре поршня с кольцами.

Цилиндры могут быть отлитыми вместе со стенками водяной рубашки в одном блоке (ВАЗ, ГАЗ-52 и др.) или изготовлены в виде отдельных гильз, устанавливаемых в блоке.

Гильзы могут быть сухими или мокрыми.

Гильза называется мокрой, если она непосредственно омывается водой системы охлаждения, в отличие от сухой, с водой непосредственно не соприкасающейся.

Ось отверстия для поршневого пальца смещается вправо (по ходу автомобиля) от оси поршня, чтобы не происходило быстрого перебрасывания поршня от одной стенки цилиндра к другой с целью уменьшения, стука поршня.

Для лучшей приработки поршней к зеркалам цилиндров покрываются они оловом или колоидно-графитное покрытие наносится как у двигателей КамАЗ-740.

Юбка поршня имеет элипсную форму, причём большая ось эллипса расположена в полости перпендикулярной к оси пальца. Боковая поверхность поршня по высоте бочкообразная (диаметр головки поршня меньше диаметра юбки).

Такая конструкция поршня обеспечивает независимость зазора между поршнем и гильзой в плоскости движения шатуна от теплового состояния двигателя и тем самым предотвращается заклинивание поршня при работе прогретого двигателя.

Верхние компрессионные кольца покрываются пористым хромом с целью повышения их износостойкости. Маслосъёмные кольца на двигателях ЗИЛ-131 и КамАЗ-740 составные. Так маслосъёмное кольцо двигателя ЗИЛ-131 состоит из двух колец, между которыми установлен осевой расширитель, и радиального расширителя.

Поршневые пальцы плавающего типа, с фиксацией от осевого смещения двумя стопорными кольцами в поршне. В холодном двигателе палец защемляется в отверстиях бобышек. Но так как алюминиевый сплав расширяется больше чем сталь, то после прогрева двигателя палец легко вращается и в отверстии бобышек и в отверстии втулки верхней головке шатуна.

Шатун при работе совершает сложное движение. Он движется возвратно-поступательно вдоль оси цилиндров и качается относительно оси поршневого пальца. Шатун воспринимает большие нагрузки, а поэтому изготавливается путём горячей штамповки из углеродистой или легированной стали. Нижняя головка шатуна, как правило, разъёмная в плоскости перпендикулярной к оси шатуна и обрабатывается совместно с крышкой, поэтому перестановка крышки с одного шатуна на другой не допускается.

Коленчатый вал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма. Изготавливают коленвалы методом горячей штамповки из высокоуглеродистых, легированных сталей или отливают из высокопрочных магниевых чугунов (двигатели ГАЗ, ЯМЗ, ВАЗ и др.). Гнёзда в блоке цилиндров под коренные вкладыши и их крышки растачивают совместно, поэтому при сборке двигателя их необходимо устанавливать по меткам только на свои места.

Выпускные клапаны двигателя ЗИЛ-131 (ЗИЛ-130) имеют механизм принудительного вращения.

 Он состоит:

- из корпуса, расположенного в углублении головки цилиндра, на направляющей втулке клапана, закреплённой замочным кольцом;

-     пяти шариков, установленных вместе с возвратными пружинами в наклонных пазах корпуса;

-     опорной шайбы;

-     конической дисковой пружины (см. на плакате «Газораспределительный механизм» ЗИЛ-131).

При закрытом клапане, когда усилие пружины клапана невелико дисковая пружина выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечики корпуса. При этом шарики в конических пазах отжаты пружинами в крайнее положение.

Когда клапан начинает открываться, усилие пружины клапана возрастает, в результате чего дисковая пружина выпрямляется и передаёт усилие пружины клапана на шарики, которые перекатываются по наклонным пазам корпуса, поворачивает дисковую пружину, опорную шайбу, клапанную пружину и сам клапан относительно его первоначального положения.

Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины уменьшается, при этом дисковая пружина прогибается до своего исходного положения и освобождает шарики, которые под действием пружины возвращаются в исходное положение, подготовляя механизм вращения к новому циклу поворота клапана.

Клапан, как и другие детали газораспределительного механизма должен быть лёгким, чтобы при возвратно-поступательном движении его не возникали большие силы инерции.

Наибольшее распространение на автомобилях двигателях получили клапаны с плоской или тюльпанообразной головкой. Клапаны с плоской головкой отличаются меньшей массой и меньшей поверхностью. Хорошая обтекаемость клапана достигается при тюльпанообразной головке.

 

 

2. Техническое обслуживание кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

 

На стенках камеры сгорания и на днище поршня со временем накапливается нагар, который обладает плохой теплопроводностью и способствует перегреву двигателя; нагретые частицы нагара могут вызвать преждевременное воспламенение рабочей смеси и нарушить весь рабочий процесс двигателя.

При больших давлениях расширяющихся газов, тепловом расширении (удлинении) болтов крепления головок блока цилиндров происходит ослабление крепления головок блока, т.е. плотность соединения головки блока и блок цилиндров нарушается. Внешним признаком не плотности соединения служит появление капель воды и пузырьков газа на блоке снаружи в месте стыка или попадание воды в цилиндры.

При несвоевременной подтяжке крепления головок блока цилиндров происходит прогорание уплотняющих прокладок, что требует выполнения ремонтных работ по замене уплотняющей прокладки.

 

Техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма включает: 

-         очистку наружных деталей;

-         проверку его работы;

-         проверку затяжки крепления головок блока цилиндров;

-         при необходимости очистку камер сгорания и днищ поршней от нагара.

 При контрольных осмотрах:

- проверить работу кривошипно-шатунного механизма на различной частоте вращения коленчатого вала и убедится, что нет необычных шумов и стуков.

При ежедневном техническом обслуживании:

- очистить наружные детали КШМ с помощью кисти, смачиваемой керосином, после чего двигатель и подкапотное пространство промыть водой. Для очистки двигателя, применяют очиститель и моющие средстве.

При техническом обслуживании №1 (ТО-1):

-         на новом автомобиле проверить затяжку болтов крепления головок блока цилиндров;

-         крепление опор двигателя.

При ТО-2: подтянуть болты крепления головок блока цилиндров.

Неплотность соединения между головкой и блоком может происходить от недостаточной затяжки или односторонней затяжки болтов крепления головок или от порчи прокладки. Внешним признаком не плотности соединения служит появление капель воды и пузырьков газа на блоке снаружи в месте стыка или попадание воды в цилиндры и картера.

Для устранения неплотностей надо подтянуть болты или гайки крепления головок в определённой последовательности рекомендуемой заводом изготовителем, не превышая допустимых усилий.

У двигателей, имеющих головки блока цилиндров из алюминиевого сплава, болты крепления подтягивают на холодном двигателе.

На двигателе ЗИЛ-131 болты крепления головок блока цилиндров подтягивают на холодном двигателе в последовательности от средины головок к краям, чтобы головка зажимала прокладку по всей поверхности. Момент затяжки болтов должен быть 9-11 кгс·м. Если подтяжка болтов крепления головок блока не обеспечивает плотность соединения с блоком, прокладку необходимо сменить.

На двигателе КамАЗ-740 затяжка болтов крепления головок проводится на холодном двигателе динамометрическим ключом не менее чем в три приёма последовательно через болт, начиная с любого.

Момент затяжки болтов должен быть:

1 приём 4÷5 кгс·м;

2 приём 12÷15кгс·м;

3 приём 19÷21кгс·м:

При длительной работе двигателя на стенках камеры сгорания, днище поршня и клапанах откладывается нагар. Нагар образуется от не полностью сгоревшего топлива и масла, проникающего в цилиндры двигателя из картера. Отложение нагара значительно ускоряется при плохой очистке воздуха, неудовлетворительной работы системы питания, а также при забрасывании масла в камеры сгорания из-за значительного износа колец, поршней и гильз.

Для удаления неособенно больших отложений нагара без разборки двигателя нужно залить в цилиндры хорошо прогретого двигателя через свечные отверстия керосин. На следующий день после продувки цилиндров и смены масла в картере двигателя дать двигателю поработать некоторое время с повышенным числом оборотов.

Для удаления нагара также прибегают к длительной форсированной работе двигателя под нагрузкой с хорошим прогревом при работе автомобиля со скоростью 80-100 км/ч в течение 1-2ч. В этом случае возможна само очистка цилиндров от нагара вследствие его выжигания.

Наряду с тем, что накапливаемый нагар на стенках камеры сгорания и на днище поршня нарушает тепловой режим и весь рабочий процесс, частицы нагара, обладающие большой твёрдостью, попадая между трущимися поверхностями, увеличивают износ поршней, цилиндров, поршневых колец.

 

Регулировка клапанов за 1 оборот коленчатого вала.

 

№ цилиндра

1

2

3

4

5

6

7

8

№ клапана

вп

вып

вп

вып

вп

вып

вп

вып

вп

вып

вп

вып

вп

вып

вп

вып

0˚

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

360˚

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

 

 

 

Техническое обслуживание механизма газораспределения.

 

Техническое обслуживание газораспределительного механизма заключается в прослушивании работы двигателя при различной частоте вращения коленчатого вала. При работе двигателя не должно быть стука клапанов, необычных шумов. А также в проверке и регулировке тепловых зазоров между стержнем клапана и носком коромысла. Величина тепловых зазоров указывается в заводских инструкциях и составляет примерно 0,25÷0,30 мм. Иногда зазор для выпускных клапанов устанавливают больше, так как он больше нагревается. В процессе эксплуатации из-за износа деталей клапанного механизма зазор изменяется. Периодически его следует проверять и при необходимости регулировать.

 

а. Проверка и регулировка зазоров между торцами стержней клапанов и носками коромысел ЗИЛ-131.

 

Проверять и регулировать зазоры между торцами клапанов и носками коромысел необходимо на холодном двигателе в следующем порядке:

-         снять воздухоочиститель, ремень привода насоса гидроусилителя рулевого управления и отвести в сторону гидронасос;

-         отсоединить провода свечей зажигания вместе со сборным коллектором и вывернуть свечу зажигания 1-ого цилиндра;

-         снять крышки головок блока вместе с прокладками;

-         установить поршень 1-ого цилиндра в ВМТ на такте сжатия. Для этого, закрыв свечное отверстие бумажным шариком, проворачивать коленчатый вал до выброса шарика из свечного отверстия. Далее, проворачивая коленчатый вал, совместить углубление (за сверловку) на шкиве коленчатого вала с меткой ВМТ на указателе;

-         проверить и при необходимости отрегулировать зазоры между торцами клапанов и носками коромысел следующих клапанов: выпускного 2-го, 4-го и 5-го цилиндров; впускного 3-го, 7-го и 8-го цилиндров.

-         провернуть коленчатый вал ровно на один оборот (на 360º), проверить и отрегулировать зазоры остальных клапанов: впускного и выпускного 6-го цилиндра; впускного 2-го, 4-го и 5-го цилиндров, выпускного 3-го, 7-го и 8-го цилиндров.

Нормальный зазор 0,25-0,30 мм; проверить зазор с помощью двух щупов: щуп 0,25 мм должен проходить свободно, а щуп толщиной 0,30 мм должен «закусываться».

Устанавливать необходимый зазор в такой последовательности:

-         удерживая отвёрткой регулировочный винт, освободить контргайку винта;

-         установить нужный зазор, повёртывая отвёрткой регулировочный винт;

-         удерживая винт отвёрткой, затянуть ключом контргайку.

Установить на место свечу зажигания, присоединить провода высокого напряжения, установить насос гидроусилителя и пустить двигатель.

Прослушать работу двигателя. Если регулировка выполнена правильно, двигатель будет работать равномерно, без стуков клапанов, «чихания» в карбюраторе и «выстрелов» в глушителе.

 

б. Регулировка зазоров в клапанном механизме двигателя КамАЗ-740.

Регулировку зазоров в клапанном механизме следует производить на холодном двигателе или не ранее чем через 30 мин после его остановки, при этом подача топлива должна быть выключена.

Тепловые зазоры регулируются одновременно для впускного и выпускного клапанов в двух цилиндрах, следующих по порядку работы один за другим, во время тактов сжатия (или рабочего хода) в этих цилиндрах.

Для регулировки зазоров коленчатый вал устанавливается последовательно в положения 1,2,3,4. Первое положение определяется моментом начала впрыска топлива в 1-й цилиндр, остальные положения поворотом коленчатого вала от положения 1 на углы 180,360,540º.

Последовательность регулировки определяется порядком работы двигателя.

    Последовательность операций при регулировке зазоров следующая:

-         проверить затяжку болтов крепления головок цилиндров;

-         снять крышку головок цилиндров;

-         оттянуть фиксатор, смонтированный на картере маховика, повернуть его на 90º и установить в нижнее положение;

-         снять крышку переднего люка в нижней части (верхней части) картера сцепления. Это зависит от того, на каком автомобиле установлен двигатель (КамАЗ или Урал).

Проворачивая коленчатый вал по ходу вращения, установить его в такое положение, при котором фиксатор под действием пружины войдёт в зацепление с маховиком. При этом риски на корпусе топливного насоса высокого давления и на торце муфты опережения впрыска топлива должна совместится, а на фланце ведомой полумуфты привода топливного насоса риска должна находится в верхнем положении. Это положение коленчатого вала соответствует началу подачи (впрыска) топлива в 1-й цилиндр.

Если риски находятся внизу, необходимо выведя фиксатор из зацепления с маховиком провернуть коленчатый вал ровно на один оборот. При этом фиксатор должен войти в зацепление с маховиком.

Проворачивать колен вал необходимо воротком (ломиком), вставляя его в отверстия, расположенные по периферии маховика. Поворот маховика на угол, равный промежутку между двумя соседними отверстиями, соответствует повороту коленчатого вала на 30º.

Оттянуть фиксатор, повернуть на 90º и установить в верхнее положение.

Повернуть коленчатый вал по ходу вращения на угол 60º, установив его тем самым в положение 1. В этом положении регулируемые клапаны цилиндров 1-го и 5-го закрыты, а штанги должны легко проворачиваться от руки.

Проверить затяжку гаек крепления стоек коромысел.регулируемых цилиндров.

Проверить щупом зазор между носком коромысел и торцами стержней клапанов. Если они не укладываются в указанные выше пределы, их надо отрегулировать.

Для регулировке зазора необходимо ослабить гайку регулировочного винта, поставить в зазор щуп нужной толщены, вращая винт отвёрткой, установить требуемый зазор.

Придерживая винт отвёрткой, затянуть гайку и проверить величину зазора.

Щуп толщиной 0,25 мм для впускного и 0,35 мм для выпускного клапана должен входить свободно, а толщиной 0,30 мм для впускного и 0,40 мм для выпускного с усилием (должен закусываться).

Дальнейшую регулировку зазоров в клапанном механизме вести попарно в 4-м и 2-м цилиндрах (2 положение), 6-м и 3-м (3 положение), 7-м и8-м (4 положение) поворачивая коленчатый вал каждый раз на 180º.

После регулировки зазоров пустить двигатель и прослушать его работу. При правильно отрегулированных зазорах стуков вклапаном механизме не должно быть.

Установить крышку люка картера сцепления и крышки головок цилиндров.

 

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      подвести итоги занятия;

-      напомнить тему, цели и учебные вопросы;

-      объявить оценки;

-      ответить на вопросы;

-      отметить активность и дисциплину на занятии;

-      дать задание на самоподготовку.

 

Используемая литература при составлении методической разработки:

1.        Передерий В. П. Устройство автомобиля [Электронный ресурс]: учебное пособие / В.П. Передерий. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 288 с.:- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

2.        Стуканов В. А.Устройство автомобилей [Электронный ресурс]:   учебное пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 496 с.- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

3.        Автомобильные эксплуатационные материалы. Лабораторный практикум : учеб. пособие / В.А. Стуканов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 304 с. — (Среднее профессиональное образование). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/93