Koljenasti mehanizam i blok cilindra (VAZ-2109)

Koljenasti mehanizam služi za pretvaranje povratnog gibanja klipa u rotacijsko gibanje koljenastog vratila. Mehanizam se sastoji od klipova s klipnim prstenovima i klipnjačama, klipnjače, koljenastog vratila i zamašnjaka. Dijelovi koljenastog mehanizma nalaze se i rade u bloku cilindra.

Blok cilindra

Svi cilindri motora, zajedno s gornjim dijelom kućišta radilice, spojeni su u zajedničku jedinicu - blok cilindra, izliven od posebnog lijevanog željeza visoke čvrstoće. Ovaj dizajn omogućuje visoku krutost i čvrstoću uz relativno malu težinu, budući da silu od tlaka plina u zasebnom cilindru apsorbira cijeli poprečni presjek bloka cilindra. Dobro se odupire djelovanju inercijskih sila i momenata koji proizlaze iz pokretnih dijelova koljenastog mehanizma. Kako bi se povećala krutost, blok cilindra ima pet rebrastih pregrada i povećanu debljinu gornje ploče na koju je pričvršćena glava cilindra.

Cilindri su poredani okomito u nizu u bloku. Nemaju nikakve umetne čahure i buše se izravno u blok cilindra. Kako bi se postigao visok stupanj čistoće površine, stijenke cilindra su brušene.

Za normalan rad motora, razmak između klipa i cilindra mora biti unutar određenih granica: 0,025...0,045 mm na novom motoru i ne prelazi 0,15 mm na istrošenim klipovima i cilindrima. Radi lakšeg dobivanja takvog razmaka pri sastavljanju motora, promjeri cilindara i klipova podijeljeni su u pet klasa, svaka s 0,01 mm, označenih latiničnim slovima A, B, C, D, E (slika 12). Prilikom sastavljanja motora u cilindre određene klase ugrađuju se klipovi iste klase, čime se jamči postizanje zadane vrijednosti zazora. Klasa (slovo) promjera cilindra utisnuta je na donjoj ravnini bloka cilindra nasuprot svakom cilindru (slika 13).







Glavne dimenzije bloka cilindra motora 2108 prikazane su na sl. 12. Blok cilindra motora 21081 razlikuje se od 2108 u manjoj visini - 242...242,2 mm, a blok cilindra 21083, u usporedbi s 2108, ima veći promjer cilindra:

• A — 82,00...82,01 mm
• B — 82,01...82,02 mm
• C — 82,02...82,03 mm
• D — 82,03...82,04 mm
• E — 82,04...82,05 mm

Broj modela motora utisnut je na vrhu bloka cilindra s lijeve strane.

Blok cilindra je skup dio. Stoga, kako bi se produžio njegov radni vijek, predviđena je mogućnost popravka cilindara. Debljina stjenke omogućuje bušenje i brušenje cilindara kako bi odgovarali veličinama za popravak klipova povećanim za 0,4 i 0,8 mm. Provrtanje se izvodi ako je istrošenost cilindara veća od 0,15 mm ili ako na njihovim stijenkama ima neravnina.


U donjem dijelu bloka cilindra nalazi se pet nosača za glavne ležajeve radilice, na koje su postavljene čelično-aluminijske košuljice tankih stijenki. Rupe za potporu izrađene su pola u bloku cilindra, a pola u poklopcima ležaja. Svaki je poklopac pričvršćen za blok cilindra s dva samozaključavajuća vijka. Kako bi se osigurala visoka preciznost, provrti ležaja su završeni zajedno s poklopcima ležaja. Stoga poklopci nisu međusobno zamjenjivi: ne mogu se mijenjati ili premještati s jednog bloka cilindra na drugi. Za razlikovanje kapica glavnih ležajeva, na njihovoj vanjskoj strani nalaze se oznake u obliku linija (slika 14).



Prilikom sastavljanja motora, poklopci ležaja moraju biti postavljeni u strogo definiranom položaju: u istom položaju u kojem su bili u bloku cilindra kada su rupe u nosačima obrađivane. Stoga, kako bi se izbjeglo slučajno okretanje kapaka, oni su asimetrični. U odnosu na stranice poklopca, os polurupe u njemu pomaknuta je za 1 mm ulijevo. Ispravno postavljeni poklopci trebaju imati oznake na lijevoj strani motora (strane gdje se nalaze generator i starter).

Glavni kanal sustava za podmazivanje izbušen je duž desne strane bloka cilindra. Od njega pet kosih kanala vodi do glavnih ležajeva koljenastog vratila i okomitog kanala za dovod ulja prema gore do bregastog vratila. Na prednjoj desnoj strani bloka cilindra nalazi se prirubnica za ugradnju filtera ulja. Od prirubnice vode kanali do glavnog kanala sustava za podmazivanje i do pumpe za ulje, koja je pričvršćena na prednji kraj bloka cilindra. Na lijevoj strani bloka nalazi se ušica s rupom za priključak na koji se spaja crijevo za usis plinova iz kartera. Indikator razine ulja također je umetnut u ovaj priključak.

Rashladni plašt bloka cilindra je zajednički za sve cilindre. Prolazi za rashladnu tekućinu napravljeni su duž cijele visine cilindara, što poboljšava hlađenje klipova i klipnih prstenova i smanjuje deformacije blokova od neravnomjernog zagrijavanja. Za učvršćivanje šipki rashladnog plašta prilikom lijevanja bloka cilindra, na njegovim vanjskim stijenkama postoji šest rupa, koje se zatim zatvaraju čepovima u obliku čaše. Izravno rashladni plašt (bez međucjevovoda) spojen na pumpu rashladne tekućine koja se nalazi u plimi na desnoj strani bloka cilindra. Rashladni plašti bloka i glave cilindra komuniciraju kroz otvore u gornjoj ravnini bloka cilindra.

Na lijevoj strani bloka cilindra nalaze se ušice s rupama za montažu generatora i prednjeg ovjesa pogonske jedinice. Na desnoj strani, osim prirubnice za filter ulja, nalazi se još jedna prirubnica sa četiri rupe za montažu bloka cilindra na montažno postolje. Na stražnjoj strani bloka cilindra nalaze se dva nosača, ojačana rebrima, za pričvršćivanje kućišta kvačila. Za centriranje bloka cilindra s kućištem kvačila, dvije pričvrsne čahure umetnute su u rupe u nosačima.

Klip

Klip je jedan od najopterećenijih dijelova motora. On opaža pritisak plinova i prenosi ga na radilicu kroz osovinicu klipa i klipnjaču. Klip je izliven od aluminijske legure visoke čvrstoće. Lagan je i dobro provodi toplinu do stijenki cilindra. Ali aluminij ima visok koeficijent toplinske ekspanzije. Stoga, kako bi se smanjilo toplinsko širenje klipa od zagrijavanja vrućim plinovima i kako bi se uklonio rizik od njegovog zaglavljivanja u cilindru, čelična ploča za kompenzaciju topline ulijeva se u glavu klipa iznad rupe za klip.

Glavne dimenzije klipa, klipnjače, klipnog klipa i klipnih prstenova motora 2108 date su na sl. 15. Kao i cilindri motora, klipovi su prema vanjskom promjeru razvrstani u pet klasa: A, B, C, D i E. Razlika u promjerima klipova susjednih klasa je 0,01 mm. Na njegovom dnu utisnuta je klasa klipa (slovo) (slika 16).





Motori 2108 i 21081 imaju iste klipove, dok je motor 21083 opremljen klipovima i prstenovima s vanjskim promjerom povećanim za 6 mm. Broj klipa izliven je s unutarnje strane njegovog ruba.

Promjer klipa za određivanje njegove klase može se izmjeriti samo na jednom mjestu: u ravnini okomitoj na osovinicu klipa, na udaljenosti od dna od 51,5 mm. Na drugim mjestima promjer klipa nije nominalan, budući da vanjska površina klipa ima složen oblik. U presjeku je ovalnog oblika (ovalnost glave klipa je do 0,1 mm, a ruba do 0,55 mm), a manja os ovala poklapa se s osi osovinice klipa. Po visini, i rub i glava klipa imaju stožasti oblik, a osim toga, promjer glave je 0,5 mm manji od promjera suknje. Ovaj oblik omogućuje kompenzaciju neravnomjernog širenja klipa tijekom zagrijavanja smanjenjem njegove konusnosti i ovalnosti.

Vanjska površina ruba klipa nije glatka, već ima mnogo prstenastih mikroutora dubokih do 14 µm. Ova površina potiče bolje uhodavanje klipa u stijenke cilindra i smanjuje gubitke trenja, jer se ulje zadržava u mikrožljebovima. Kruna klipa je ravna, s ovalnim udubljenjem koje čini dio komore za izgaranje i s malim udubljenjima za ventile. U donjem dijelu izbočina osovinice klipa nalaze se otvori za prolaz ulja do osovinice klipa. Da bi se poboljšali uvjeti podmazivanja, dva uzdužna utora širine 3 mm i dubine 0,7 mm napravljena su u gornjem dijelu rupa za igle, u kojima se nakuplja ulje. U području ispupčenja, visina ruba je smanjena kako bi se spriječilo da protuutezi radilice dodiruju klip.

Rupa za osovinicu klipa je pomaknuta od osi simetrije za 1,2 mm na desnu stranu motora. Zbog toga na klip djeluje moment sile koji ga pritišće na stijenke cilindra uvijek u istom položaju. Stoga nema udarca klipa o stijenke cilindra kada prolazi kroz gornju mrtvu točku. Međutim, to zahtijeva da klip bude ugrađen u cilindar u strogo određenom položaju. Prilikom sastavljanja motora, klipovi se postavljaju tako da strelica 1 (slika 16) na dnu klipa pokazuje prema prednjoj strani motora.

Klip: zatik je umetnut u klip s razmakom od 0,008...0,016 mm. Kako bi se osiguralo postizanje tako visoke preciznosti zazora u masovnoj proizvodnji, klipovi su razvrstani u tri kategorije prema promjeru provrta igle klipa i vanjskom promjeru igle za 0,04 mm. Na njegovom dnu je utisnut broj (1,2,3) koji označava kategoriju klipa, kao i klasu (vidi sl. 16). Prilikom sastavljanja motora, klip i osovinica se uzimaju iz iste kategorije, što jamči potreban zazor. Ispravnost njihovog spajanja provjerava se umetanjem nauljenog prsta u klip. Prst treba lako ući u klip pritiskom ruke, a ne ispasti iz njega pod djelovanjem vlastite težine.

Klipove u motoru moraju biti jednaki po masi, da se smanji vibracije back-progresivno pokretnih dijelova. Proizvodnja u tvornici strogo je sazreo granična odstupanja mase klipova +5 godine, Tako da prilikom montaže motora 2108 pokupiti klipovi jedne grupe po masi ili prilagođene ih masu) uklanjanje viška metala, nije potrebna.

Rezervni dijelovi se isporučuju u nazivnim veličinama samo tri klase - A, C i E. To je dovoljno za odabir klipa za svaki cilindar tijekom popravka motora, budući da su klipovi i cilindri podijeljeni u klase s nekim preklapanjem u veličinama. Na primjer, klip klase C može biti prikladan za cilindre klase B i D. Glavna stvar pri odabiru klipa je osigurati potreban razmak za ugradnju (0,025...0,045 mm) između klipa i cilindra.

Uz klipove nazivne veličine rezervni dijelovi uključuju i klipove za popravak vanjskog promjera uvećanog za 0,4 i 0,8 mm. Ovi su klipovi dizajnirani za ugradnju u obnovljene blokove cilindra, u kojima su cilindri izbušeni i brušeni na sljedeću veličinu za popravak. Dno klipova za popravak označeno je kvadratom 2 (vidi sl. 16) ili trokut. Trokut odgovara povećanju vanjskog promjera od 0,4 mm, a kvadrat 0,8 mm.

Klipni prstenovi

Klipni prstenovi osiguravaju potrebnu brtvu između klipa i stijenki cilindra i prenose toplinu s klipa na njegove stijenke. Vlastitom elastičnošću i tlakom plina pritisnuti su na stijenke cilindra. Na klipu su ugrađena tri prstena od lijevanog željeza - dva kompresiona prstena (brtvljenje) i jedan (donji) strugač ulja, koji sprječava ulazak ulja u komoru za izgaranje.

Gornji kompresijski prsten radi u uvjetima visoke temperature, agresivnih produkata izgaranja i nedovoljnog podmazivanja. Stoga, kako bi se povećala otpornost na habanje, njegova vanjska površina je kromirana, a za poboljšanje uhodavanja, napravljena je konveksnom (bačvastog oblika) oblicima.

Donji kompresijski prsten ima udubljenje na dnu za skupljanje ulja tijekom hoda klipa prema dolje, dok također obavlja dodatnu funkciju prstena za struganje ulja. Površina prstena je fosfatirana kako bi se povećala otpornost na habanje i smanjilo trenje o stijenke cilindra.

Prsten za struganje ulja - s kromiranim radnim rubovima i utorom na vanjskoj površini, koji skuplja ulje uklonjeno sa stijenki cilindra. Zatim teče kroz proreze na prstenu u utor klipa i odatle teče u uljni karter. Unutar prstena ugrađena je čelična spiralna opruga koja širi prsten iznutra i pritišće ga na stijenke cilindra.

Izrađuju se prstenovi reparaturnih veličina (isto kao i klipovi) s vanjskim promjerom povećanim za 0,4 i 0,8 mm.

Klipni klip

Klipni klip od cjevastog čelika debljine stijenke 3,5 mm. Za povećanje tvrdoće i otpornosti na habanje, njegova vanjska površina je cementirana i očvrsnuta visokofrekventnim strujama. U gornjoj glavi klipnjače, klin je ugrađen s interferentnim dosjedanjem od 0,010...0,042 mm. Ovaj press fit sprječava njegovo aksijalno pomicanje u klipu.

Prema vanjskom promjeru, klinovi su razvrstani u tri kategorije, svaka s 0,004 mm, što odgovara kategorijama klipa. Rubovi prstiju obojeni su odgovarajućom bojom: plava - prva kategorija, zelena - druga, crvena - treća.

Klipnjača

Klipnjača motora je od kovanog čelika I-presjeka. Njegova donja glava je odvojiva, a ravnina odvajanja je okomita na os klipnjače. U ovoj glavi ugrađene su školjke ležaja klipnjače radilice.

Klipnjača se obrađuje zajedno s poklopcem. Kako bi se izbjeglo miješanje poklopaca tijekom montaže, klipnjača i odgovarajući poklopac imaju žigove s brojem 6. cilindra (vidi sl. 16), u koji su ugrađeni. Prilikom sastavljanja, brojevi na klipnjači i poklopcu moraju biti na istoj strani. Donji poklopac glave klipnjače pričvršćen je na klipnjaču s dva vijka i samosigurnosnim maticama. Za precizno centriranje vijaka, njihova vanjska površina i otvor na klipnjači su obrađeni s visokom preciznošću, au blizini glave vijka nalazi se remen kojim se vijak utiskuje u otvor.

Na mjestu gdje donja glava klipnjače prelazi u klipnjaču nalazi se rupa kroz koju se raspršuje ulje na stijenke klipa i cilindra. Prilikom sastavljanja grupe klipnjača i klipa, klipnjača mora biti postavljena tako da rupa na njoj i strelica na klipu budu usmjerene u istom smjeru.

Klipnjače (isto kao i klipovi) moraju imati istu masu. Težina gornje glave je podešena s tolerancijom od ±2 g, a donje glave s tolerancijom od ±3 g. To se postiže uklanjanjem viška metala s izbočina na gornjoj glavi klipnjače i na donjem poklopcu glave. Time je ukupna masa klipnjače podešena s dopuštenim odstupanjem od ±5 g.

Za sve motore (2108, 21081 i 21083) ugrađene su identične klipnjače. Ali nisu zamjenjive s klipnjačama starih motora (tip 2101-2103), jer su 15 mm kraće.

Radilica

Motori 2108 i 21083 opremljeni su identičnim radilicama. Na motoru 21081, zbog kraćeg hoda klipa, koristi se drugačija radilica, s razmakom između osi klipnjače i glavnih rukavaca smanjenim za 5,2 mm. Radilica 21081 može se razlikovati po ukupnim dimenzijama i položaju rupa za podmazivanje na klipnjačama. Za 21081 koljenasta vratila ove su rupe pomaknute za 3,7 mm od osi u smjeru od glavnih rukavaca, a za 2108 za 1,5 mm u suprotnom smjeru od osi (slika 17).

Članak je kopiran s web stranice (www.VazBook.ru)



Radilica je glavni pogonski dio motora koji preuzima djelovanje tlaka plina i inercijskih sila. Izliven je od specijalnog lijevanog željeza visoke čvrstoće. Da bi se smanjile deformacije tijekom rada motora, osovina je izrađena s pet ležajeva i s velikim preklapanjem rukavaca glavne i klipnjače. Visoka čvrstoća na zamor osigurana je glatkim prijelazima između vrata i obraza te pažljivom obradom napregnutih područja. Visoka otpornost na habanje rukavaca osovine postiže se velikim promjerom rukavaca (zbog toga se smanjuju specifična opterećenja u ležajevima) te površinsko kaljenje grlića visokofrekventnim strujama do dubine od 2...3 mm.

Rubovi radilice imaju protuutege izlivene u jednom komadu s osovinom. Oni uravnotežuju centrifugalne sile koje nastaju tijekom rada motora od mase rukavca klipnjače, kao i od dijelova klipnjače i klipa. Ovo rasterećuje glavne ležajeve od utjecaja centrifugalnih sila i smanjuje vibracije motora. Osim toga, radilice su uravnotežene kako bi se smanjile vibracije. Budući da se ovo balansiranje izvodi bez zamašnjaka, i koljenasta vratila i zamašnjaci su međusobno zamjenjivi.
Tijelo radilice je izbušeno rupama vratila koja povezuju 1., 2., 4. i 5. glavni rukavac s rukavcima klipnjače. Ovim se kanalima dovodi ulje za podmazivanje ležajeva klipnjače. Tehnološki ispusti kanala zatvaraju se čeličnim čepovima koji su u tri točke utisnuti i kalcirani.

Glavne dimenzije koljenastog vratila i ljuski ležaja prikazane su na sl. 18. Glavni i klipnjačni rukavci obrađuju se s visokim stupnjem učestalosti i preciznosti, budući da razmak između rukavaca i košuljica mora biti unutar 0,02...0,07 mm za klipnjače i 0,026...0,073 mm za glavne rukavce, a najveći dopušteni razmak tijekom trošenja ne smije biti veći od 0,1 odnosno 0,15 mm.

Moguće je ponovno brusiti rukavce radilice tijekom popravaka uz smanjenje promjera od 0,25; 0,5; 0,75 i 1 mm. Ručni rukavci su brušeni ako su istrošeni do promjera koji je 0,005 mm manji od minimalnog za određenu veličinu koljenastog vratila, te ako je ovalnost rukavaca veća od 0,03 mm ili na njima ima neravnina. Promjeri popravnih dimenzija rukavaca također su prikazani na sl. 18.



Prednji i stražnji krajevi koljenastog vratila zabrtvljeni su samozateznim gumenim brtvama. Prednja uljna brtva je utisnuta u poklopac pumpe za ulje, a stražnja je ugrađena u držač koji je pričvršćen za blok cilindra. Dvije pogonske remenice remenskih prijenosa pričvršćene su na prednji kraj koljenastog vratila. Jedna remenica (nazubljena) služi za pogon bregastog vratila i postavljena je na segmentni ključ. Druga remenica prenosi rotaciju na generator. Postavljen je na zatik utisnut u nazubljenu remenicu i centriran je cilindričnim remenom. Obje remenice pričvršćene su vijkom. Osim toga, prednji kraj koljenastog vratila pokreće pogonski zupčanik pumpe za ulje, koji je pričvršćen na osovinu s dvije plohe.

Umetci

Glavne i klipnjačne ljuske ležajeva koljenastog vratila su tankih stijenki, bimetalne, s radijalnim otvorima za prolaz ulja. Izrađene su od čelične trake presvučene slojem antifrikcijske legure AMO1-20 (79% aluminija, 20% kositra i 1% bakra) debljine 0,4...0,5 mm. Između čelične baze i legure nalazi se tanki sloj čistog aluminija. Obloge svakog ležaja sastoje se od identičnih polovica. One su spriječene od okretanja izbočinama koje ulaze u utore klipnjače ili glavnog ležaja.

Gornje ljuske glavnih ležajeva imaju utore na unutarnjoj površini za prolaz ulja do ležajeva klipnjača. Donji ležajevi se od 1988. ugrađuju bez utora; Ali do 1988. imali su i utor i bili su zamjenjivi s gornjim ležajevima. Ležajevi klipnjača razlikuju se od glavnih ležajeva po promjeru, debljini i odsutnosti utora na unutarnjoj površini. Gornji i donji ležaj klipnjače su međusobno zamjenjivi.

Obloge ležaja proizvode se u normalnoj i povećanoj debljini (vidi sl. 18) ispod rukavaca radilice, brušeno na 0,25; 0,5; 0,75 i 1 mm.

Potisni poluprstenovi

Potisni poluprstenovi ugrađeni su u utičnice bloka cilindra s obje strane srednjeg (trećeg) glavnog ležaja. Oni apsorbiraju aksijalna opterećenja koja djeluju na koljenasto vratilo i ograničavaju njegovo aksijalno kretanje. Poluprstenovi se proizvode u normalnoj debljini i povećani za 0,127 mm (vidi sl. 18). Odabirom debljine poluprstenova regulira se aksijalni slobodni hod radilice, koji bi trebao biti unutar 0,06...0,26 mm na novom motoru i ne bi trebao prelaziti maksimum: dopušteno - 0,35 mm kada je istrošen.

Prednji i stražnji poluprsten izrađeni su od različitih materijala. Poluprsten ugrađen na stražnjoj strani 3. ležaja trpi povećana opterećenja od kvačila i stoga je izrađen od praškastog materijala. Ovaj materijal ima žućkastu boju i sastoji se od 87...90% bakra, 9,5...10,5% kositra i 0,5...1% ugljika. Poluprsten izrađen prešanjem od takvog materijala ima poroznost. Impregniran je uljem i ima dobru otpornost na trenje.

Prednji poluprstenovi podnose manje opterećenja i stoga su, kao i obloge, izrađeni od čelika-aluminija, s debljinom antifrikcijskog sloja na krajnjoj površini od 0,3... 0,5 mm. Sa strane antifrikcionog sloja nalaze se dva vertikalna utora za prolaz ulja. Ova strana poluprstena (i sprijeda i straga) moraju biti okrenuti prema potisnim površinama koljenastog vratila.

Zamašnjak

Zamašnjak 12 (vidi sl. 9) služi za osiguranje ravnomjernog rada motora. On pohranjuje kinetičku energiju tijekom radnih taktova u cilindrima i daje je pogonskom mehanizmu tijekom ostala tri takta. Također izvlači radilicu iz mrtvih točaka. Zamašnjak je izliven od lijevanog željeza i ima čelični zupčanički prsten koji se vruć natiskuje na zamašnjak. Zubi krunice kaljeni su visokofrekventnim strujama kako bi se povećala otpornost na trošenje i čvrstoća.

Zamašnjak je pričvršćen na prirubnicu radilice sa šest samosigurnosnih vijaka, ispod kojih je postavljena jedna zajednička podloška. Mora biti instaliran tako da oznaka (rupa u obliku stošca) u blizini ruba nalazio se nasuprot rukavcu klipnjače četvrtog cilindra. Oznaka se koristi za određivanje gornje mrtve točke u prvom i četvrtom cilindru. Zamašnjak je centriran cilindričnim izbočenjem na koljenastom vratilu.

Za stvaranje impulsa u senzoru gornje mrtve točke, čelični klin je utisnut u obruč zamašnjaka, a za podešavanje vremena paljenja postoji oznaka 2 (vidi sl. 30).