Замена шатунно поршневой группы

Двигатель автомобиля Лада Гранта

Первые автомобили Лада Гранта седан имели 2 комплектации — стандарт и норма.
Под капотом гранты в основном устанавливается 8 клапанный двигатель с объемом 1,6 литра. Есть две его модификации — 80 л.с. и около 90 л.с.
Такой силовой агрегат разгоняет гранту до 100 км/ч за 12 секунд, что довольно таки не плохо для бюджетной машины. Расход в смешанном цикле составляет не более 7,3 литра на 100 км. В загородном цикле расход опускается до 5,5-6 л. при крейсерской скорости 100-110 км/ч. При всем при этом двигатель соответствует нормам экостандарта «Евро-4», причем постепенно начинается работа на освоение и «Евро-5».
С появление на Гранте комплектации «Люкс» будет доступна версия двигателя от Renault вкупе с автоматической коробкой передач. Такой двигатель будет обладать мощностью 98 л.с.

Двигатель старой модификации 11183

Двигатель 11183 устанавливается на Гранту «Стандарт». Он перекочевал сюда от автомобиля «Калина». Неприхотливый и уже проверенный временем двигатель достаточно надежен и не вызывает вопросов. Его мощности вполне достаточно для городской езды. Для трассы такой двигатель менее приспособлен, но вполне сносно повезет и Гранту. Преимущества у данного двигателя также есть — его эластичность. В отличие от двигателя Калины 1.4л 16кл. он с самых «низов» начинает неплохо разгонять автомобиль.

Двигатель новой модификации 21116

Благодаря стараниям сотрудников научно-технического центра ОАО Автоваз в свет вышла новая модификация 8-ми клапанного двигателя объемом 1,6 литра. Это двигатель 21116. Инженеры пошли тем же путем, что и в случае с двигателем 21126 для лады «Приора» — облегчили шатунно-поршневую группу на 39%. Благодаря этому, новый двигатель имеет увеличенный крутящий момент на всей внешней скоростной характеристике со 120 Нм до 140 Нм! Мощность выросла с 59,5 до 64 кВт. Помимо мощностных характеристик есть несколько других положительных моментов — за счет уменьшения механических потерь удалось снизить такие негативные явления как шум и вибрацию при работе, а также повысился ресурс не менее чем на 20000 км.
Теперь немного заглянем глубже.
Двигатель 21116 четырехтактный, с распределенным впрыском топлива, верхним расположением распределительного вала. Шатунно-поршневая группа устанавливается производства фирмы Federal Mogul. Из нововведений — масляные форсунки для более интенсивного охлаждения поршней. Несколько был изменен и привод ГРМ, вследствие чего пришлось применить новые дистанционные шайбы на коленвале, новый зубчатый шкив, автоматический натяжитель ремня и некоторые другие детали.
Система зажигания тоже не осталась в стороне — теперь в ней отсутствуют катушки зажигания, хотя в целом она соответствует таковой двигателя 21114.
система охлаждения с разбрызгиванием и находится под давлением, с принудительной циркуляцией, здесь новшеств не выявлено.

Данный силовой агрегат уже сейчас начинают устанавливать на некоторые автомобили Лада «Калина» и Лада «Приора».

В ближайшем будущем можно будет в полной мере оценить новую модернизацию двигателя, когда Лада Гранта появится в свободной продаже.

Двигатель для Гранта «Люкс»: Модель 21126.

Данный двигатель уже устанавливается на автомобили «Приора» и обладает самой большой мощностью среди всей троицы. Его крутящий момент составляет порядка 145 Нм и имеет мощность около 98 л.с. Данный двигатель без каких либо изменений будет устанавливаться в некоторые версии «Люкс» автомобиля Лада Гранта.

Сборка и установка шатунно-поршневой группы на двигатель

Поршни с шатунами

На днище поршня нанесено обозначение группы поршня по диаметру юбки, на передней части поршня — ремонтной группы и ремонтного размера поршня. Для облегчения индивидуального подбора поршней к цилиндрам каждый из размеров ремонтной группы подразделяют на размерные группы, в которых размеры поршней по диаметру юбки следуют через 0,01 мм. Все операции подбора поршней по цилиндрам необходимо проводить при температуре окружающей среды 17… 23 °С.

Для облегчения индивидуального подбора поршневых пальцев поршни по диаметру отверстия под поршневой палец подразделяют на четыре размерные группы. Маркировку размерной группы по диаметру отверстий под поршневой палец осуществляют нанесением краски на бобышку поршня.

При замене поршней без замены гильзы цилиндров верхнюю кромку (буртик) гильзы, которая образовалась в результате износа гильзы под верхним поршневым кольцом, целесообразно обработать шабером или мелкозернистым шлифовальным кругом, установленным на пневматической или электрической дрели.

Поршни к цилиндрам следует подбирать так, чтобы зазор между стенкой цилиндров и юбкой поршня был 0,03…0,05 мм. Зазор определяется лентой-щупом толщиной 0,08 мм, шириной 10… 13 мм и длиной не менее 200 мм. Ленту-щуп протягивают через зазор между поршнем и цилиндром при неподвижном поршне с усилием 25… 45 Н, При этом поршень должен быть обращен днищем вниз, а лента-щуп должна находиться в плоскости, перпендикулярной оси отверстия под поршневой палец. Подбор поршней можно проводить не выпрессовывая гильзы из блока или после их выпрессовки. После подбора поршней к гильзам цилиндров необходимо на днищах поршней выбить порядковые номера цилиндров.

Посадку пальца в бобышках поршня выполняют с натягом 0,0025… 0,0075 мм. Допуск цилиндричности пальца равен 0,00125 мм в радиусном выражении. Стопорные кольца поршневого пальца следует устанавливать в канавках поршня с некоторым натягом, т.е. они не должны проворачиваться от усилия руки. Кольца, потерявшие упругость, следует заменить.

Шатуны

Нижнюю головку шатуна обрабатывают в сборе с крышкой, поэтому при разборке, контроле и сборке следует сохранять комплектность шатуна и крышки шатуна. Крышки шатунов центрируют по шлифованным поверхностям шатунных болтов. Ремонт верхней головки шатуна обычно заключается в выпрессовывании, запрессовывании и растачивании втулки. Усилие запрессовки втулки должно быть не менее 7 000 Н, При ремонте верхней головки шатуна размеры под втулку и палец должны соответствовать размерам, рекомендованным заводом-изготовителем. Для подбора пары поршневой палец — шатун размеры верхней головки шатуна (диаметр от-верстия под втулку) подразделяют на размерные группы, которые отличаются друг от друга на 0,0025 мм.

Рис. Подбор поршня к гильзе с помощью ленты-щупа:
а — гильза запрессована в блок цилиндров; б — гильза выпрессована из блока цилиндров

Сборка шатунно-поршневой группы

Для сборки шатуна с поршнем нужно подобрать поршневой палец к втулкам верхней головки шатуна и бобышкам поршня. Для соединения с шатуном поршень нагревают в масле или в электронагревательном приборе до температуры 55 °С. При этом палец в отверстие бобышки нагретого поршня должен входить плавно от усилия большого пальца правой руки. В таком соединении после охлаждения поршня появляется необходимый натяг 0,0025 …0,0075 мм.

Затем нужно сверить порядковые номера поршней и шатунов. Шатун закрепляют в тисках, устанавливают поршень, их соединение фиксируют пальцем. Поршень при сборке с шатуном должен быть установлен так, чтобы метка на днище поршня была направлена к передней части двигателя. Бобышка, выштампованная на шатуне для левой группы цилиндров, также должна быть направлена к передней части двигателя, т.е. в одну сторону с меткой на поршне. Для правой группы цилиндров при сборке поршня с шатуном бобышка шатуна должна быть направлена к задней части двигателя, а метка на днище поршня — к передней части.

После соединения и проверки шатунно-поршневой группы следует закрепить стопорными кольцами палец в бобышках поршня, затем тщательно протереть подобранные по канавкам и подогнанные к цилиндрам поршневые кольца и установить их на поршни с помощью специального приспособления. Поршни в сборе с шатуном необходимо проверить по массе. Детали комплекта, установленного на одном двигателе, не должны отличаться по массе более чем на 12 г, т.е. шатуны должны соответствовать по массе одной группе. Для установки поршней с шатунами в цилиндры блока нужно выполнить следующие операции:

• повернуть блок двигателя, установить его на стенде вертикально, передней частью вверх;
• последовательно, один за другим брать поршни с шатунами в сборе;
• тщательно протереть салфеткой постель под вкладыши в нижней головке шатуна;
• отвернуть гайки и снять крышку шатуна;
• установить шатун с поршнем.

При этом рекомендуется надеть на шатунные болты специальные колпачки из латуни или меди, предохраняющие зеркало гильзы цилиндров от повреждений.

Затем необходимо проверить и продуть отверстие в нижней головке шатуна, служащее для разбрызгивания масла на стенки цилиндра, вставить вкладыши в шатун и в крышку, протереть салфеткой верхние вкладыши шатуна и поршень, установить на поршень кольца, располагая внутреннюю выточку вверх, развести стыки компрессионных колец по окружности поршня примерно на 120°. После установки развести стыки компрессионных колец на 180°.

Далее следует протереть салфеткой гильзы цилиндров блока и шатунную шейку, смазать чистым маслом, применяемым для двигателя, поверхность шатунного вкладыша, поршня, поршневых колец и гильз цилиндров, вставить поршень с шатуном в цилиндр, направив метку на днище поршня к передней части двигателя с помощью специального приспособления, довести подшипники шатуна до шейки коленчатого вала, продвигая поршень по цилиндру с помощью деревянной оправки, смазать маслом шейку вала и подтянуть нижнюю головку к ней, снять предохранительные наконечники с шатунных болтов и поставить на место нижнюю крышку шатуна, закрепив ее шатунными гайками.

Перед окончанием сборки нужно проверить суммарный осевой зазор между торцами шатунов и шатунной шейки коленчатого вала с помощью щупа и окончательно затянуть болты шатунных подшипников динамометрическим ключом. После затяжки каждой пары шатунных подшипников следует проворачивать коленчатый вал. Момент прокручивания вала при правильно подобранных радиальных зазорах в подшипниках должен быть не более 100 Нм. Аналогичные операции нужно провести при установке в цилиндры остальных поршней с шатунами.

Шатунно-поршневая группа

Шатунно-поршневая группа Volkswagen Golf II

Общие сведения
Коленчатый вал и детали шатунно-поршневой группы

1 – коленчатый вал;

2 – вкладыш шатунного подшипника;

3 – болт крепления крышки шатуна;

5 – маслосъемное кольцо;

6 – компрессионное кольцо;

8 – стопорное кольцо;

9 – втулка головки шатуна;

11 – крышка шатуна

Снятие и разборка

Осмотр, проверка и ремонт деталей шатунно-поршневой группы

Измерение бокового зазора поршневого кольца

Опиливание концов поршневых колец

Все детали шатунно–поршневой группы после разборки очистить и промыть бензином. Осмотреть поршни. Если на них есть следы износа, глубокие царапины, следы прогара, поршни заменить. Микрометром измерить диаметр юбки поршня на расстоянии 10 мм от нижнего края юбки, перпендикулярно оси поршневого пальца. Если измеренный диаметр отличается от номинального на 0,04 мм, поршень необходимо заменить. Измерить боковой зазор между поршневыми кольцами и канавками на поршне, как показано на рис. Измерение бокового зазора поршневого кольца. Если зазор превышает 0,15 мм, заменить кольца или поршни. Измерить зазор в замке поршневого кольца. Для этого вставить кольцо в цилиндр со стороны картера и продвинуть поршнем, как оправкой, на расстояние 15 мм от основания цилиндра. Щупом измерить зазор в замке. Если зазор превышает 1,0 мм, кольцо заменить. Если зазор в замке меньше, чем 0,3 мм, для компрессионных колец и 0,25 мм – для маслосъемных, можно подпилить концы колец с помощью напильника, зажатого в тисках, как показано на рис. Опиливание концов поршневых колец.

Проверить посадку поршневого пальца в шатуне. Для этого установить шатун горизонтально и вставить палец в головку шатуна. Палец не должен выдвигаться из головки под действием собственного веса. Если палец выдвигается или выпадает, нужно заменить палец и втулку головки шатуна. Выпрессовать старую и запрессовать новую втулку в головку шатуна, после этого просверлить во втулке отверстие для подвода масла через отверстие в головке шатуна. Затем развернуть разверткой отверстие под размер нового пальца, выдержав монтажный зазор в пределах 0,004–0,01 мм. Шатун должен свободно вращаться на пальце. В противном случае продавить палец через втулку и в тех местах, где на пальце остались отпечатки, осторожно прошлифовать втулку. После этого снова проверить легкость вращения шатуна на пальце. Проверить на разметочной плите соосность отверстий верхней и нижней головок шатуна и, если необходимо, выправить шатун.

Схема измерения диаметра цилиндра

А, В – направления замеров;

1, 2, 3 – пояса замеров

Проверить зазор между поршнем и цилиндром. Если он превышает 0,12 мм, расточить и отхонинговать цилиндры под ремонтный размер. Растачивать нужно все четыре цилиндра, даже если зазор больше указанного лишь в одном. После расточки в цилиндры устанавливают поршни ремонтного размера. Зазор между поршнем и цилиндром вычисляют как разность между диаметром цилиндра и диаметром поршня. Измерение диаметра поршня описано выше в этом же парагафе. Диаметр цилиндра измеряют нутромером в шести точках, в 10 мм от нижнего края цилиндра, в 10 мм от верхнего края и посередине в двух перпендикулярных направлениях, как показано на рис. Схема измерения диаметра цилиндра. Если износ цилиндров от номинального размера превышает 0,04 мм, цилиндры нужно также расточить под ремонтный размер.

Размеры выемки в головке поршня

Метка на головке поршня и приливы на шатуне и крышке шатуна

Разборка и сборка шатунно-поршневой группы, двигателя объёмом 1.8

Разборка крышки шатуна

Расположите снятые детали (шатуны, крышки шатунов, вкладыши шатунных подшипников) в порядке их соответствия номерам цилиндров, чтобы обеспечить последующую правильную сборку.

Рис. 2.125. Компоненты поршня и шатуна

Отверните болты крепления крышки шатуна, затем снимите крышку шатуна и нижний вкладыш шатунного подшипника.

Вытолкните поршень и шатун в сборе из блока цилиндров в направлении к поверхности под прокладку головки цилиндров.

Разборка и сборка узла поршня и шатуна (снятие и установка поршневого пальца)

Рис. 2.126. Разборка узла поршень-шатун

С помощью специальных инструментов (09234-33001 и 09234-33002) выполните разборку и сборку узла поршня и шатуна (рис. 2.126).

Поршневой палец запрессован в верхнюю головку шатуна, и поршень скользит по нему.

Набор специальных инструментов состоит из основания с подставкой и вставками, направляющих, переходников, штока-толкателя для снятия и штока-толкателя для установки. При снятии или установке поршневого пальца поршень удерживается на основании приспособления. Направляющие приспособления облегчают позиционирование поршневого пальца при его снятии и установке, когда шатун опирается на вставки подставки.

Рис. 2.127. Извлечение пальца с помощью пресса

Для снятия поршневого пальца уложите поршень на основание и расположите шатун на вставке подставки. Вставьте шток-толкатель (для снятия) через дугу верхней части основания в поршневой палец и извлеките палец с помощью пресса (рис. 2.127).

При установке нового пальца необходимо установить соответствующую вставку подставки для поддержки шатуна.

Расположите верхнюю головку шатуна внутри поршня. С одной стороны поршня вставьте соответствующую направляющую через поршень и шатун, затем слегка осадите направляющую от руки, чтобы она удерживалась поршнем. С другой стороны поршня вставьте поршневой палец и уложите вместе поршень и шатун на основание приспособления так, чтобы направляющая пальца была снизу.

Рис. 2.128. Направляющая центрирования шатуна

ПРИМЕЧАНИЕ

Направляющая необходима для центрирования шатуна относительно бобышек поршня. Если сборка выполнена правильно, то направляющая пальца будет стоять точно по центру отверстия дуги верхней части основания и касаться вставки подставки. Если используется направляющая пальца неправильного размера, то поршень (и шатун) и поршневой палец не будут находиться на одной оси с отверстием основания (рис. 2.128).

Рис. 2.129. Схема запрессовки пальца в поршень и верхнюю головку шатуна

Вставьте шток-толкатель (для установки) через отверстие дуги верхней части основания до упора в переходник на поршневом пальце и с помощью гидравлического пресса заведите палец в поршень и верхнюю головку шатуна. Продолжайте запрессовку до момента, когда направляющая пальца упадет снизу основания и шток-толкатель упрется в дугу верхней части основания (рис. 2.129).

Не превышайте усилия 12 500±5000 Н при запрессовке поршневого пальца в момент, когда шток-толкатель упрется в дугу верхней части основания.

Проверка поршня и поршневого пальца

Проверьте каждый поршень на отсутствие царапин, задиров, износа и других дефектов. Замените поршень при наличии дефектов.

Проверьте каждое поршневое кольцо на отсутствие изломов, повреждений или значительного износа. Замените дефектные кольца. При необходимости замены поршня одновременно следует заменить его поршневые кольца.

Убедитесь, что поршневой палец входит в бобышки поршня. Замените поршень и поршневой палец комплектом при наличии дефектов. При комнатной температуре под нажимом руки поршневой палец должен легко входить в отверстие поршня.

Проверка поршневых колец

Рис. 2.130. Проверка торцевого зазора компрессионного кольца

Измерьте зазор между компрессионным кольцом и канавкой поршня (рис. 2.130).

Если измеренный зазор превышает предельно допустимое значение, установите новое поршневое кольцо и повторно измерьте зазор. Если измеренный зазор снова превышает предельно допустимое значение, замените поршень и кольца в сборе. Если измеренный зазор меньше предельно допустимого значения, замените только поршневые кольца.

Значения зазора между поршневым кольцом и канавкой поршня приведены ниже.

компрессионное кольцо №1 – 0,04–0,08 мм;

компрессионное кольцо №2 – 0,03–0,07 мм.

Предельно допустимое значение:

компрессионное кольцо №1 – 0,1 мм;

компрессионное кольцо №2 – 0,1 мм.

Рис. 2.131. Проверка зазора в замке поршневого кольца

Для измерения зазора в замке поршневого кольца установите поршневое кольцо в отверстие цилиндра (рис. 2.131).

Расположите кольцо под прямым углом к образующей стенки цилиндра, осторожно перемещая его вниз с помощью поршня.

Рис. 2.132. Измерение зазора в замке поршневого кольца

Измерьте зазор в замке кольца плоским щупом (рис. 2.132).

Если измеренный зазор превышает предельно допустимое значение, замените поршневое кольцо.

Значения зазора в замке поршневого кольца приведены ниже.

компрессионное кольцо №1 – 0,23–0,38 мм;

компрессионное кольцо №2 – 0,45–0,60 мм;

маслосъемное кольцо – 0,2–0,6 мм.

Предельно допустимое значение:

компрессионные кольца №1 и №2 – 1,0 мм;

маслосъемное кольцо – 1,0 мм.

При замене поршневых колец без расточки цилиндров в ремонтный размер проверяйте зазор в замке кольца в точке, расположенной в нижней части цилиндра (зона наименьшего износа).

ПРИМЕЧАНИЕ

Идентификационная метка ремонтного размера расположена на верхней части поршневого кольца около замка кольца.

Рис. 2.133. Пазы вкладышей в крышке шатуна и шатуне

При установке крышки шатуна убедитесь, что метки номера цилиндра (сделанные при разборке) на шатуне и крышке шатуна совпали. При установке нового шатуна убедитесь, что фиксирующие пазы вкладышей в крышке шатуна и шатуне расположены с одной стороны (рис. 2.133).

Замените шатун при наличии повреждения торцевой поверхности верхней или нижней головок. Если присутствует изгиб или скручивание шатуна или поверхность отверстия под поршневой палец в верхней головке шатуна значительно изношена, замените шатун.

Сборка

Рис. 2.134. Установка расширителя маслосъемного кольца

Установите расширитель маслосъемного кольца (рис. 2.134).

Рис. 2.135. Схема установки верхнего скребка маслосъемного кольца

Установите верхний скребок маслосъемного кольца. Для установки скребка сначала установите один конец скребка между расширителем и канавкой поршня, затем, удерживая конец скребка, нажимайте пальцем на скребок, чтобы завести его в канавку, как показано на рисунке 2.135.

ВНИМАНИЕ

Не применяйте экспандер поршневых колец при установке скребков маслосъемного кольца.

Рис. 2.136. Установка нижнего скребка маслосъемного кольца

Установите нижний скребок маслосъемного кольца в соответствии с предыдущей процедурой (рис. 2.136).

Нанесите моторное масло на поршень и канавки поршня под кольца по всей окружности.

С помощью экспандера поршневых колец установите компрессионное кольцо №2.

Рис. 2.137. Схема установки компрессионного кольца №1

Установите компрессионное кольцо №1 (рис. 2.137).

Рис. 2.138. Схема замков компрессионных колец

Расположите замки колец как можно дальше друг от друга. Убедитесь, что замок какого-либо кольца не находится на оси поршневого пальца или перпендикулярном данной оси направлении (рис. 2.138).

С помощью специального приспособления надежно зафиксируйте поршневые кольца на поршне перед установкой поршня в сборе в цилиндр.

Установите верхние вкладыши коренных подшипников в блок цилиндров.

Рис. 2.139. Установка нижнего вкладыша коренного подшипника в крышку шатуна

Установите нижние вкладыши коренных подшипников в крышки шатунов (рис. 2.139).

При установке убедитесь, что «передняя» метка на поршне и «передняя» идентификационная метка на шатуне направлены к передней части двигателя (к ремню привода ГРМ).

При установке нового шатуна убедитесь, что фиксирующие пазы вкладышей на шатуне и крышке шатуна расположены с одной стороны.

При сборке болты крепления крышек шатунов следует затягивать, используя угловой метод затяжки, следующим образом:

– нанесите масло на резьбу гаек крепления и места контакта шатуна гаек и болтов.

– затяните болты крепления крышек шатунов номинальным моментом затяжки.

Момент затяжки гаек крепления крышек шатунов: 50–53 Н·м.

ВНИМАНИЕ

Не устанавливайте повторно бывшие в эксплуатации (снятые при разборке) болты крепления крышек шатунов.

При установке новых болтов крепления крышек шатунов не затягивайте их более трех раз.

Проверьте боковой зазор между нижней головкой шатуна и соответствующей щекой коленчатого вала.