Измерение износа цилиндров рекомендуют выполнять нутромером (рис. 3.13.). Для установки нутромера на нуль применяется специальный калибр 2 или микрометр до 100 мм. Диаметр цилиндра измеряется в четырех поясах на расстоянии 6, 15, 45 и 80 мм от верхней плоскости блока цилиндров во взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 3.14.).
Рис. 3.13. Измерение цилиндров нутромером: 1 - нутромер; 2 - калибр; 3 - блок цилиндров
Рис. 3.14. Схема измерения цилиндра: А, Б - направления измерений; 1, 2, 3, 4 - номера поясов измерений
Так как максимальный износ цилиндров находится в зоне работы первого поршневого кольца (больше у 1 -го и 4-го цилиндров «поперек» блока), возможно использование нутромера, показанного на рис. 3.15. Настройка индикатора на нуль производится в верхней неизношенной части цилиндра. Благодаря рычажной системе (отношение длин рычагов 1:5), индикатор становится более чувствительным и будет показывать величину диаметрального износа увеличенную в 5 раз (например, при износе 0,13 мм показание индикатора будет: 0,13x5=0,65 мм).
Рис. 3.15. Нутромер (конструкция и детали): 1 - плунжер; 2 - гильза; 3 - ось; 4 - рычаг; 5 - кронштейн (2 шт. - правый и левый); 6 - основание; 7 - индикатор часового типа; 8 - винт-фиксатор; 9 - наконечник: 10 - пружина
Цилиндры имеют «бочкообразный» износ. Причина — боковые усилия на зеркало цилиндра при рабочем ходе и сжатии. Исправить это можно расточкой и гильзованием цилиндра.
Расточку проводят при пробеге 150-300 тыс. км. Это, как правило, предельный пробег — налицо перечисленные выше неисправности. Более того, при износе цилиндров 0,3 мм и более начинается прогрессирующий износ шеек коленчатого вала.
Известно, что при износах цилиндров 0,25-0,30 мм поршневые кольца требуют очень длительного срока приработки, до наступления которой двигатель не развивает полной мощности из-за чрезмерного пропуска газов и снижения компрессии в цилиндрах. Кроме того, длительная работа двигателя в условиях пропуска газов сопряжена сама по себе с усиленным износом всех его деталей.
При износе цилиндров до 0,15 мм их достаточно только отхонинговать. Если износ более 0,15 мм, — необходимо растачивание.
Итак, после замера максимального износа определите ремонтный размер. Как правило, после одной замены колец при пробеге 250-300 тыс. км потребуется 1-й ремонтный размер (76,4 мм или 79,4 мм). Приобретите поршни нужного размера и обработку цилиндров проведите под каждый из них индивидуально (на днищах поршней нанесите риски: первый цилиндр — одна, второй — две и т.д.).
Однако, прежде чем приступать к растачиванию цилиндров, убедитесь, что приобретенные вами новые поршни можно правильно собрать с шатунами и пальцами, поскольку, как правило, последние используют повторно (не заменяют). Для этого выпрессуйте пальцы из шатунов. Лучше всего выпрессовывать палец на прессе с использованием приспособления (рис. 3.16.). Если палец выбивать молотком или кувалдой, можно повредить все три детали (поршень, палец, шатун). Очень просто выпрессовать палец в указанном приспособлении двумя — тремя легкими ударами молотка при нагреве паяльной пампой верхней головки шатуна. При последнем способе нельзя допускать, чтобы палец нагрелся до температуры более 300°C, т.к. произойдет отпуск закаленной поверхности пальца, а также коробление или даже оплавление поршня.
Материал размещен на веб-сайте (VazBook)
Рис. 3.16. Приспособление для выпрессовывания поршневого пальца из шатуна: 1 - оправка; 2 - опора (ложе). В скобках дан размер для поршня двигателей 21011, 2105, 2106
Порядок выполнения работы следующий. Уложите поршень в сборе с шатуном на опору 2 (диаметр ложа должен совпадать с диаметром поршня!), вставьте в отверстие пальца оправку 1 и протолкните ее (прессом или с помощью тисков, а если верхняя головка шатуна нагрета — ударами молотка) из поршня напроход.
При этом установите под опору 2 подставку таких размеров, чтобы обеспечить свободный выход пальца из поршня.
Выпрессовку пальца можно производить специальным приспособлением с гидравлическим домкратом 10 (рис. 3.17.). С помощью детали 7, установленной в центре верхней пластины 5, наблюдайте процесс выпрессовки (конец выпрессовки пальца наступает тогда, когда деталь 7 начинает подниматься). Перед выпрессовыванием пальца нагрейте шатун.
Рис. 3.17. Приспособление для выпрессовывания и запрессовывания поршневого пальца в шатун: 1 - плита нижняя; 2 - шпилька; 3 - оправка; 4 - хомут; 5 - плита верхняя; 6 - опора (ложе); 7 - палец (индикатор); 8 - болт; 9 - гайка; 10 - гидравлический домкрат; 11 - штифт
Теперь убедитесь, что палец «подходит» к поршню. Для этого смажьте палец моторным маслом и введите его в отверстия бобышек поршня нажатием большого пальца руки. Поверните поршень так, чтобы ось пальца встала по вертикали. При этом, если зазор нормальный (0,005-0,016 мм, предельный — 0,05 мм), палец не должен выпадать из поршня. В противном случае подберите поршень того же ремонтного размера, с тем же цветовым индексом, что и на торце пальца. Возможно и несовпадение цветов маркировки на поршне и пальце. Однако вышеуказанное условие (выпадение пальца из поршня недопустимо) должно быть соблюдено.
Припуск на чистовое растачивание — не более 0,15 мм, получаемая шероховатость поверхности (параметр Ra) — 1,25 мкм. В отдельных цилиндрах допускается небольшая «чернота» в зоне наибольшего износа в виде замкнутого или разомкнутого кольцевого пояска шириной не более 10 мм и глубиной не более 0,03 мм.
Окончательная обработка (доводка) цилиндров заключается в хонинговании до Ra=0,3-0,4 мкм. Припуск на предварительную доводку 0,03-0,08 мм, окончательную 0,01-0,03 мм. При припуске на доводку до 0,1 мм ухудшается геометрическая форма цилиндров (все припуски даны на диаметр).
Растачивание цилиндров проводят на специальных расточных станках, а окончательную обработку (доводку) проводят тоже на специальных станках довольно сложной хонинговальной головкой с абразивными брусками. Хонинговальная головка совершает два движения: вращательное вокруг оси обрабатываемого отверстия и возвратно-поступательное вдоль оси. В результате таких движений каждое абразивное зерно образует на обрабатываемой поверхности риску по винтовой линии правого направления — при движении головки вверх и левого направления — при движении вниз Точность обработанного отверстия составляет 0,005-0,010 мм; овальность и конусность — не более 0,03 мм.
При всех замерах в паре поршень - цилиндр необходимо особенно тщательно следить за температурой деталей. Нагрев цилиндра происходит при любой механической обработке.
После расточки и хонингования цилиндров замерьте зазоры (рис. 3.18.) между стенками цилиндра и поршнем (индивидуально, согласно меткам на днищах поршней).
Рис. 3.18. Проверка зазора между поршнем и цилиндром: 1 - блок цилиндров; 2 - поршень; 3 - плоский щуп
Рекомендуемые диаметральные зазоры (вставьте поршень в цилиндр и ведите замер поперек блока) для всех двигателей с номинальным диаметром цилиндров 76 мм: 0,05-0,07 мм; для двигателей с диаметром 79 мм (кроме 2106): 0,06-0,08 мм; для двигателей 2106: 0,05-0,07 мм. Замер зазоров порядка 0,05-0,08 мм посредством щупа — депо довольно тонкое и требует определенного навыка.
Применительно к зазорам в паре поршень-цилиндр обычно поступают следующим образом. Во-первых, как отмечалось, каждый цилиндр обрабатывается под свой поршень. Во-вторых, зазор контролируют по перемещению поршня в цилиндре. Чистый поршень в чистом цилиндре при одинаковой температуре поршня и цилиндра должен перемещаться вниз медленно под действием собственного веса или даже при легком нажатии пальцем. Во всяком случае, поршень в цилиндре не должен падать.
Почему зазоры в паре поршень-цилиндр устанавливаются с такой точностью (допуск всего 0,02 мм)? Потому что непременным условием хорошей смазки (жидкостного трения) двух сопряженных деталей является наличие вполне определенного зазора между ними. Толщина слоя масла на металлической поверхности примерно 0,02 мм, поэтому у сопряженных цилиндрических поверхностей диаметральный зазор должен быть 2-4 толщины масляного слоя. Стремление к плотному, беззазорному прилеганию трущихся поверхностей приводит к невозможности образования между ними масляной пленки и, как следствие, к сухому трению, нагреву, заеданию, задирам или даже к заклиниванию деталей.
Большую роль в образовании эксплуатационного зазора играет шероховатость контактирующих поверхностей. Чем поверхность менее чистая, более шероховатая, тем больше износ в период приработки. Поверхности деталей соприкасаются своими выступами, удельное давление и температура в отдельных точках контакта резко возрастают. Происходит интенсивное истирание выступов, увеличивающее износ деталей. Так, если диаметральный износ вала после чистовой обточки принять за 100%, то износы после шлифовки составят — 64%, очень тонкой обточки — 40, и притирки — 4%. Поэтому есть смысл, воспользовавшись ручной электродрелью, приспособлением с войлочным кругом (рис. 3.19.), пастой ГОИ или мелкозернистой шкуркой, отполировать цилиндры до размера, когда поршень будет опускаться, если подуть на него ртом.
Рис. 3.19. Приспособление для полирования стенок цилиндра: 1 - гайка; 2 - шайба; 3 - войлочный круг (набор); 4 - шпиндель
Паста ГОИ делится на грубую, среднюю и тонкую. Грубая паста имеет темно-зеленый, почти черный цвет, средняя — темно-зеленый, тонкая — светло-зеленый.
Считается, что зеркало цилиндра должно иметь шероховатость (Ra) не более 0,63 мкм.
После окончательной подгонки поршней к цилиндрам приступайте к подборке колец к цилиндрам по номинальным зазорам. Припиливать стыки, как правило, не требуется. Зазоры в замках компрессионных колец могут быть до 0,2 мм, а у маслосъемных — до 0,15 мм, если в последующем при обкатке двигателя не допускать его перегрузок по оборотам, крутящему моменту и использовать бензин, соответствующий степени сжатия двигателя.
Трещины на стенках рубашки охлаждения блока цилиндров длиной до 150 мм засверлите на краях сверлом диаметром 2,5-3,5 мм. Потом снимите фаску под углом 60° на глубину не более половины толщины стенки (2-3 мм) и после обезжиривания подготовленных поверхностей вокруг трещины заделайте ее клеевой композицией с накладкой из стеклоткани. На трещинах длиной 20-30 мм накладка не требуется (только — клеевая композиция).
Составы композиций и область их применения приведены в табл. 4 и 5 Приложения.
При трещинах более 200-300 мм установите вдоль них резьбовые штифты (с резьбой МЗ-М6). Для этого просверлите отверстия в самой трещине с шагом 40-60 мм, нарежьте в них резьбу, вверните на клею заподлицо штифты (винты без головок с пазом под отвертку) и заделайте клеевой композицией с накладкой из стеклоткани (см. выше).
Небольшие пробоины (1-2 см²) заполните только композицией, а большие - композицией с наложением стеклотканевых или металлических накладок внахлест или заподлицо. Если поверхность сложной формы, то просверлите по контуру пробоины отверстия, сделайте сетку из мягкой (предварительно очищенной и обезжиренной) проволоки и нанесите на нее композицию в несколько слоев стеклотканевых накладок.