Поршневые компрессионные кольца двигателей автомобилей М-20 "Победа"
и ЗИМ (фиг. 35) имеют специальную механическую обработку: на внутренней
боковой поверхности этих колец проточена фаска. Наличие фаски приводит к
перекосу кольца в канавке поршня при работе двигателя, вследствие чего
кольцо прилегает к стенке цилиндра только нижней кромкой. Это ускоряет и
улучшает приработку кольца к цилиндру. На поршень кольца устанавливаются
фаской вверх.
Верхнее компрессионное кольцо покрыто тонким слоем пористого хрома,
остальные три кольца (второе компрессионное и два маслосъемных) имеют
луженую поверхность. Луженые и хромированные кольца легко различить по
цвету: поверхность хромированных колец серого цвета, а луженых -
светлосерого, почти белого цвета.
В поршневых кольцах, как уже известно, сделаны разрезы, вследствие чего
кольца пружинят и в свободном состоянии имеют диаметр больший, чем
диаметр цилиндра. При установке в цилиндр кольцо сжимается до диаметра
цилиндра и кольца остается минимальный зазор, необходимый в случае
расширения кольца от нагревания при работе. Чтобы через этот зазор не
проникали газы из цилиндра в картер и наоборот, разрезы колец при
установке в канавки смещают одни относительно других. Стыки колец иначе
называют замками. В двигателях автомобилей "Москвич", М-20 "Победа" и
ЗИМ концы кольца в замке прямые.
На днище поршня двигателей автомобилей М-20 "Победа" и ЗИМ над канавками
для поршневых колец проточена узкая прямоугольная канавка, служащая для
уменьшения нагрева верхнего поршневого кольца. Вследствие этого масло,
смазывающее стенки цилиндра и попадающее на верхнее компрессионное
кольцо, выгорает меньше, т. е. на кольце остается меньше нагара.
Следует иметь в виду, что перегрев компрессионного кольца и отложение на
нем и в канавке поршня нагара приводят к потере упругости кольца и
препятствуют нормальной его работе.
Поршни рассматриваемых двигателей отливают из алюминиевого сплава.
Нижняя часть поршня, называемая юбкой, имеет не круглую, а овальную
(эллиптическую) форму. Следовательно, ширина юбки поршня в одном
направлении большая, чем в другом. При работе двигателя необходимо
достигнуть наиболее плотного прилегания поршня к стенкам цилиндра в
направлении действия боковых сил и наибольшего теплового потока от
поршня на стенку цилиндра. Для этого поршень изготовляют так, что
большая ось эллипса юбки распола1ается перпендикулярно оси поршневого
пальца, или продольной оси двигателя. При такой конструкции и форме юбки
поршня достигается необходимая плотность между рабочими поверхностями
цилиндра и поршня, уменьшение стуков поршня в цилиндре при неполном
прогреве двигателя и устраняется опасность заедания поршня в цилиндре
при его нормальном нагреве и расширении. Кроме этого, для предохранения
поршня от заедания в цилиндре при нагреве его во время работы на одной
стороне поршня у двигателей автомобилей М-20 "Победа" и ЗИМ сделан
П-образный разрез (фиг. 35). При установке в цилиндр поршень помещают
разрезом на левую сторону, считая по ходу автомобиля.
Для ускорения приработки трущихся поверхностей поршня и цилиндра, а
также для уменьшения износа, поверхность поршня покрывают тонким слоем
олова (лудят).
Поршневой палец 14 (фиг. 34). Поршень шарнирно соединен с шатуном
двигателя. Для этого в приливы поршня, иначе называемые бобышками,
вставляют поршневой палец, который также проходит через отверстие в
верхней головке шатуна. Палец свободно установлен в бобышках поршня и,
закреплен в них от осевого смещения пружинящими стопорными кольцами 9,
вставленными в выточки на внутренней поверхности бобышек. Поршневой
палец также такого типа называется плавающим.
Поршневой палец имеет форму пустотелой оси и изготовляется обычно из
малоуглеродистой стали. Для получения необходимой прочности и
поверхностной твердости поршневой палец при изготовлении подвергают
специальной термической обработке, а затем шлифуют и полируют.
В бобышки поршня палец устанавливают возможно плотнее, учитывая
расширение поршня при нагревании во время работы двигателя и
происходящее при этом увеличение диаметра отверстий в бобышках.
Шатун 8 (фиг. 34) имеет на концах два подшипника скольжения. Шатун
передает усилие от поршня на коленчатый вал при рабочем ходе и,
наоборот, от коленчатого вала поршню при выполнении им вспомогательных
тактов рабочего цикла. Тело шатуна обычно имеет двутавровое сечение,
придающее шатуну необходимую прочность и жесткость. Верхняя часть шатуна
называется верхней головкой и служит для подвижного соединения шатуна с
поршнем с помощью поршневого пальца. Верхняя головка шатуна неразъемная,
в нее запрессована втулка 11, свернутая из бронзовой ленты, уменьшающая
трение пальца в шатуне при работе двигателя. Нижняя часть шатуна
разъемная, называемая нижней головкой, служит для подвижного соединения
шатуна с шейкой коленчатого вала. Подшипник нижней головки шатуна
двигателя автомобиля "Москвич" имеет баббитовую заливку по телу шатуна и
по его крышке. Баббитом называется сплав, уменьшающий трение стального
вала в подшипнике (антифрикционный сплав). В состав этого сплава входят
свинец, олово, медь, сурьма и др.
В двигателях автомобилей М-20 "Победа" и ЗИМ подшипник нижней головки
шатуна имеет тонкостенные сменные вкладыши 6 (фиг. 35), залитые
баббитом. Для точной установки и предупреждения провертывания при работе
тонкостенные вкладыши снабжены небольшими выступами, входящими в
соответствующие углубления на теле и на крышке нижней головки шатуна.
Крышка нижней головки шатуна 26 (фиг. 34) крепится к шатуну двумя
болтами 7, гайки 25 которых для предупреждения произвольного ослабления
при работе двигателя закреплены проволочным шплинтом 24 (зашплинтованы).
Шатуны изготовляют из углеродистой стали.
Коленчатый вал 29 (фиг. 34) воспринимает усилия от поршней всех
цилиндров двигателя и передает эти усилия через маховик и механизмы
силовой передачи на ведущие колеса автомобиля. Коленчатый вал вращается
в подшипниках, установленных в картере и называемых коренными
подшипниками; части вала, работающего в этих подшипниках, называются
коренными шейками 16. Подобные же части вала, работающие в подшипниках
шатунов (в нижних головках), называются шатунными шейками 15.
Необработанные части коленчатого вала, находящиеся между коренными и
шатунными шейками, называют щеками 30.
Коленчатые валы двигателей автомобилей М-20 "Победа" и ЗИМ имеют
противовесы, служащие для уравновешивания кривошипно-шатупного
механизма, что позволяет уменьшить и уравнять нагрузки на коренные
подшипники и уменьшить вибрацию двигателя.
Коленчатый вал изготовляют из углеродистой стали; коренные и шатунные
шейки вала для получения необходимой прочности и износостойкости
подвергают термической обработке.
Коленчатый вал двигателя автомобиля "Москвич" вращается в трех коренных
подшипниках и, следовательно, имеет три коренных и четыре шатунных
шейки. Коренные подшипники коленчатого вала выполнены со сменными
толстостенными стальными вкладышами 6 и 27, 17 и 23, залитыми баббитом
(фиг. 34). Вкладыши удерживаются в гнездах подшипников от смещения
пустотелыми штифтами. Крышки коренных подшипников крепятся к блоку
цилиндров болтами, гайки которых шплинтуются проволокой. От осевого
смещения коленчатый вал удерживается галтелями (профилированная заточка)
щек коленчатого вала, упирающимися в торцы крышки среднего коренного
подшипника, залитые баббитом. Задний конец коленчатого вала имеет диск
(фланец) 21 для крепления маховика. Маховик закрепляется на диске вала с
помощью четырех болтов и специальных гаек. Требуемое положение маховика
по отношению к диску вала обеспечивается установочным штифтом 19.
Коленчатый вал 5 (фиг. 35) двигателя автомобиля М-20 "Победа" вращается
в четырех коренных подшипниках и поэтому имеет четыре коренные и четыре
шатунные шейки. Вал имеет противовесы, откованные за одно целое со
щеками. Коренные подшипники коленчатого вала имеют, подобно подшипникам
шатуна, тонкостенные вкладыши. Крышки коренных подшипников крепятся
болтами, при этом болты у первых трех подшипников попарно шплинтуются
проволокой, что предохраняет их от произвольного ослабления. Болты
четвертого подшипника закрепляются замком, выполненным в форме пластины
с выступами, которые после затяжки гайки отгибаются на грань гайки и
этим предупреждают ослабление ее при работе двигателя. От осевого
перемещения вал удерживают специальные сталебаббитовые упорные шайбы,
установленные по обе стороны переднего коренного подшипника. На
четвертой коренной шейке вала сделан масло-отражающий буртик (гребень),
предупреждающий выход масла через подшипник к маховику и отбрасывающий
масло, вытекающее из подшипника, обратно в картер 1. На заднем конце
коленчатого вала имеется диск (фланец), на котором четырьмя болтами
симметрично, вследствие чего маховик может быть установлен на валу
только в одном положении. Гайки болтов, во избежание ослабления при
работе, шплинтуются по отдельности.
Коленчатый вал двигателя автомобиля ЗИМ по конструкции подобен валу
двигателя автомобиля М-20 "Победа", - он также вращается в четырех
коренных подшипниках с тонкостенными вкладышами, но его колена
расположены попарно, под углами 120°. Вал имеет шесть шатунных шеек и
противовесы, откованные за одно целое со щеками. От осевого смещения вал
удерживается, так же как и в двигателе автомобиля М-20 "Победа",
специальными шайбами. На заднем конце вала, как обычно, имеется фланец,
с помощью которого к валу крепится гидромуфта. Четвертая шейка коренного
подшипника также имеет маслоотражатель.
Маховик двигателя, как уже отмечалось, предназначен, в основном, для
обеспечения равномерного вращения коленчатого вала и для присоединения к
валу механизмов силовой передачи автомобиля. Кроме того, в конце каждого
хода поршень занимает мертвые положения (мертвые точки), при которых
передача усилия от поршня на коленчатый вал невозможна. При отсутствии
маховика двигатель, имеющий менее четырех цилиндров, не мог бы работать,
так как на первом же мертвом положении механизма коленчатый вал
остановился бы. Маховик позволяет преодолевать мертвые положения
кривошипно-шатунного механизма в моменты, когда поршень в цилиндре
меняет направление движения. Наконец, инерция тяжелого маховика
позволяет двигателю плавно переходить с работы на малых оборотах
коленчатого вала на работу на больших и средних оборотах, облегчает
переход с работы на холостом ходу на работу под нагрузкой и помогает
троганию автомобиля с места.
Маховик 18 (фиг. 34) двигателя автомобиля "Москвич" отлит из серого
чугуна и имеет форму диска. На обод маховика плотно насажен зубчатый
венец, с помощью которого маховик получает вращение от электродвигателя
(стартера) при пуске двигателя в ход. Маховик составляет как бы одно
целое с коленчатым валом, его положение по отношению к коленчатому валу,
как было отмечено выше, строго определенно. В ободе маховика запрессован
стальной шарик, с помощью которого определяют в. м. т. поршня первого
цилиндра. Около шарика на ободе выбиты буквы ВМТ.
При проверке установки зажигания или при установке газораспределения
провертывают коленчатый вал до тех пор, пока острие штифта,
закрепленного в смотровом люке картера сцепления (в этот картер заключен
маховик), не совместится с шариком, запрессованным в ободе маховика. В
этом положении кривошипно-шатунного механизма поршни первого и
четвертого цилиндров находятся в в. м. т.
Маховик 13 (фиг. 35) двигателя автомобиля М-20 "Победа" отлит из чугуна
и имеет форму, несколько отличную от формы маховика двигателя автомобиля
"Москвич". Наободе маховика установлен зубчатый венец для привода от
пускового электродвигателя. Запрессованный в ободе стальной шарик
обведен белой краской. Около шарика выбиты буквы ВМТ. Кроме того, с двух
сторон от метки ВМТ на ободе нанесены деления в градусах поворота
коленчатого вала от 0 до 12°, что обеспечивает точную проверку и
установку газораспределения и зажигания. В передней стенке картера
сцепления укреплена стрелка, с острием которой совмещают метки и риски
на ободе маховика при проверке и установке газораспределения или
зажигания. Когда стальной шарик маховика точно совпадает с острием
указательной стрелки, тогда поршни первого и четвертого цилиндров
находятся в в. м. т. Для наблюдения за указательной стрелкой и метками
на ободе маховика в картере сцепления предусмотрен люк, закрываемый
крышкой.
У двигателя автомобиля ЗИМ маховика как самостоятельной детали не
имеется. Гидромуфта, установленная и закрепленная на фланце коленчатого
вала, одновременно служит и маховиком. На корпусе гидромуфты нанесены
метка 0 (в. м. т.) и риски, определяющие угловое положение коленчатого
вала. На корпусе гидромуфты напрессовывают зубчатый венец для привода от
пускового электродвигателя. Гидромуфта заключена в картер, на котором
имеется смотровой люк с закрепленной в нем указательной стрелкой.
Так как кривошипно-шатунный механизм работает в тяжелых" условиях, то
любая, даже совсем незначительная неисправность механизма может привести
к очень тяжелым последствиям. Так, например, если при сборке двигателя
была неправильно зашплинтована (или совсем не зашплинтована) гайка болта
шатуна, то при работе двигателя гайка быстро ослабнет; при этом
подшипник шатуна утратит необходимую плотность и ударами шейки
коленчатого вала крышка подшипника будет оторвана. При такой аварии
двигатель приходит в полную негодность.
Поэтому при эксплуатации двигателя надо регулярно следить за исправным
состоянием и креплением всех деталей кривошипно-шатунного механизма, не
допуская даже малейшего отклонения от указаний заводских инструкций по
сборке и регулировке механизма.
Для исправной работы двигателя прежде всего необходимо, чтобы шатунные и
коренные подшипники были собраны правильно, имели минимальный, но
достаточный для надежной смазки зазор коренных подшипников должны быть
правильно и надежно затянуты, а произвольное их ослабление должно быть
предупреждено правильной шплинтовкой. Обычно при работе двигателя
увеличение зазора в шатунном или в коренном подшипнике влечет за собой
появление стука.
В случае появления при работе двигателя какого-либо постороннего стука
следует немедленно найти и устранить его причину. До устранения стука
нельзя допускать работу двигателя, так как незначительная неисправность
может повлечь за собой более тяжелую поломку двигателя. Стуки в
подшипниках могут появиться из-за недопустимых износов вкладышей, а
своевременная замена вкладышей новыми предупреждает серьезные
повреждения и сложный ремонт двигателя.
Стуки при работе двигателя могут появиться не только из-за износа
подшипников, но также в результате износа цилиндра или поршня, т. е.
из-за увеличения зазора между поршнем и стенками цилиндра.
Одной из часто встречающихся неисправностей двигателя является нарушение
уплотнения между цилиндром и поршнем, которое осуществляется поршневыми
кольцами. В случае, когда поршневые кольца не выполняют своего
назначения и пропускают газы из цилиндра в картер, нормальное протекание
рабочего цикла в цилиндре двигателя прекращается.
Поскольку при такте сжатия рабочая смесь частично выталкивается в
картер, количество ее в цилиндре уменьшается, давление в конце сжатия
также падает и двигатель не развивает нормальной мощности.
Недостаточное сжатие рабочей смеси легко определяют по уменьшению
сопротивления провертыванию коленчатого вала двигателя от руки.
Недостаточное уплотнение поршня в цилиндре при работающем двигателе
определяется по появление дыма (отработавших газов), выходящего из
картера через маслоналивной патрубок. Недостаточное уплотнение поршня в
цилиндре может быть вызвано износом поршня и его колец, снижением или
утратой упругости колец, поломкой колец, увеличенными зазорами на стыках
колец и в канавках поршня, заеданием или прилипанием колец в канавках
поршня (из-за отложения на них слоя нагара). Слабая компрессия в
двигателе может наблюдаться также из-за неисправности цилиндра: износа
зеркала или царапин на нем (последнее вследствие плохо закрепленного
поршневого пальца), ослабления крепления головки блока цилиндров,
поврежденной (пробитой) прокладки между головкой и блоком цилиндров.
Тщательное наблюдение за двигателем при работе даст возможность
своевременно обнаружить неисправность кривошипно-шатунного механизма и
предупредить усиленный износ или поломку деталей своевременным ремонтом.
