Сборка, обкатка и испытание двигателей

 

На специализированных ремонтных заводах (РМЗ) для сборки двигателей применяют конвейеры или стенд-эстакаду.

При индивидуальной сборке двигателей применяют универсальные стенды типа ОПР-989.

Сборку двигателя выполняют в 3 положениях: а) вертикальном (картером вверх) при укладке коленчатых валов; б) горизонтальном, когда устанавливают основные сборочные комплекты и детали; г) вертикальном (картером вниз) при окончательной сборке и комплектовании.

Порядок общей сборки двигателя следующий:

· подборка блока цилиндров (установка втулок распределительного вала и толкателей; установка маслопроводящих втулок с продувкой сжатым воздухом маслопроводных каналов в блоке; установка пальца промежуточной шестерни, шпилек и других деталей);

· подбор и установка гильз;

· укладка коленчатого вала и коренных подшипников;

· установка шатунно-поршневой группы;

· установка маховика, картера маховика и задней балки;

· установка масляного насоса и картера;

· установка головки цилиндров;

· установка коромыслового механизма, турбокомпрессора;

· установка топливной аппаратуры;

· установка фильтров, трубопроводов;

· установка всасывающих и выхлопных коллекторов;

· установка водяного насоса и вентилятора;

· установка редуктора и пускового двигателя, муфты сцепления.

 

3.6.10.1. Установка гильз в блок

 

Гильзы должны быть одной размерной группы (Б, С, М), одного ремонтного размера.

Гильзы проверяют на разностенность в верхнем и нижнем участках, допускаемое отклонение 0,1 мм.

Гильзу устанавливают в блок так, чтобы плоскости наибольшей и наименьшей толщины стенки гильзы совпадали с плоскостью качания шатуна. Гильзы, установленные в блок без уплотнительных колец, должны свободно проворачиваться. Для запрессовки гильзы в блок с установленными уплотнительными кольцами, смазанными белилами (или суриком), используют приспособление с гидравлическим (или пневматическим) прессом или молоток и деревянный брусок, через который наносят легкие удары по гильзе. Срезание уплотнительных колец не допускается.

Допустимая величина выступания буртика гильзы обычно равна        0,04 мм (ЯМЗ-238НБ до 0,03 мм). Овальность и конусность у запрессованной гильзы допускается до 0,02…0,03 мм. При установке гильз бывших в употреблении их рекомендуется повернуть на 90⁰ относительно прежнего положения, что должно привести к уменьшению овальности при последующей работе.

 

3.6.10.2. Укладка коленчатого вала двигателя

 

Перед укладкой коленчатого вала осуществляется подбор коренных вкладышей. Маркировка вкладышей обычно выбивается на обратной стороне прилегания или торце вкладыша. Интервал ремонтных размеров зависит от марки двигателя, вида вкладыша и может составлять 0,25; 0,50; 0,75 мм.

При установке коренного вкладыша в постель проверяется плотность посадки (величина деформации от усилия, прикладываемого на торец кольца), а также зазор в сопряжении (обычно допускаемый в пределах 0,05...0,15 мм; предельный 0,3 мм).

Первоначально собирают и затягивают коренные подшипники без вала. Замерами определяют их овальность, конусность, величину масляного зазора и смещение верхнего вкладыша относительно нижнего (величина зазора у ЯМЗ-238НБ-0,130 мм; у ЗМЗ-53А+0,081 мм). При соответствии зазоров техническим требованиям крышки снимают, шейки вала смазывают тонким слоем масла, коленчатый вал опускают на вкладыши, установленные в блоке (с упорными полукольцами на фиксирующей коренной опоре).

Вначале затягивают равномерно в 2…3 приема средний подшипник и пробуют проворачивать коленчатый вал рукой за болт фланца. Если вал легко проворачивается, то постепенно затягивают равномерно остальные крышки по часовой стрелке к периферии.

Если вал проворачивается туго, то его снимают и шейки смазывают тонким слоем краски. Вновь укладывают вал, провертывают, разбирают, осматривают отпечатки краски на вкладышах и по ним определяют степень прилегаемости. Причину тугого проворачивания устраняют.

Передвигая вал вдоль оси ломиком, в установленном (среднем) подшипнике проверяют щупом осевой разбег вала. Продольное перемещение допускается в пределах 0,1…0,4 мм (у ЯМЗ-1238НБ 0,08…0,25 мм). Нормальный (номинальный) осевой разбег обеспечивают подбором соответствующей толщины бурта установленного подшипника или подбором шайб, фиксирующих осевое перемещение вала.

Правильно уложенный вал должен проворачиваться от усилия руки, приложенного к болту маховика или шатунным шейкам.

 

3.6.10.3. Установка шатунно-поршневого комплекта

 

Комплект и гильзы цилиндров перед установкой смазывают дизельным маслом и расставляют замки поршневых колец.

Замки смежных колец располагают под углом 180⁰ относительно друг друга (ЯМЗ-238НБ), а между вторым и третьим кольцами – под углом 90⁰. На поршнях ЗМЗ-53 замки располагают под углом 120⁰ относительно друг друга. Замки не рекомендуется ставить против оси пальца и поддиффузионной выточки.

Шатунно-поршневой комплект устанавливают в блок со стороны головки цилиндров с использованием приспособлений для сжатия колец.

Камеры сгорания и поддиффузионные выемки должны быть смещены в сторону оси двигателя у ЯМЗ-238НБ или противоположную распределительному валу (А-01М, СМД-14БН).

Стрелка на днище поршня (СМД-60) должна быть направлена в сторону переднего конца двигателя, а прорезь в юбке поршней в сторону, противоположную расположению клапанов. У двигателей ЗМЗ-53 надпись на поршне «назад» должна быть обращена к маховику двигателя.

Гайки шатунных подшипников затягивают динамометрическим ключом со следующим моментом: ЯМЗ-238НБ: 170…190 Н м; ЗМЗ-53: 68…76 Н м; СМД-14БН: 140…160 Н м, у остальных двигателей: 190…210 Н м.

У двигателей ЗМЗ-53 при сборке нижней головки шатуна выступ на крышке и номер на шатуне должны совпадать. Нормальный осевой разбег нижней головки шатуна у тракторных двигателей 0,2…0,8 мм, у автомобильных 0,1…0,3 мм (допустимый без ремонта 1,0 мм).

После установки шатунно-поршневого комплекта в верхнюю мертвую точку днища поршней должны выступать или утопать относительно плоскости блока у двигателей А01М на 0,23…0,43 мм; у СМД-14БН до 0,06 мм.

После установки задней балки и корпуса уплотнения ставят маховик, после закрепления которого на коленчатом валу проверяют на биение по радиусу и торцу. Биение не должно превышать 0,2 мм для автомобильных и 0,3 мм для тракторных двигателей.

 

3.6.10.4. Установка механизма газораспределения

 

Распределительные шестерни устанавливают по меткам, зазор между зубьями шестерен допускается до 1,5 мм. Далее устанавливают картер шестерен, топливный насос и крышку картера шестерен.

Продольное перемещение распределительного вала не должно превышать 0,4 мм; при большем люфте производится регулировка прокладками или применяется ограничительное устройство. После установки масляного насоса с приводом блок закрывают масляным картером. В последующем устанавливают головку цилиндров.

 

3.6.10.5. Обкатка и испытание двигателя

 

Обкатка осуществляется с целью обеспечения оптимальной приработки сопряжений двигателя.

Способы ускорения приработки:

· применение маловязких масел;

· добавление специальных присадок к используемым маслам;

· использование приработочных покрытий на основе мягких металлов;

· пропускание через сопряжение электрического тока.

В качестве обкаточно-испытательного стенда может быть использован универсальный электротормозной стенд типа КИ-2139А (СТЭУ-1500-50), который представляет собой электронагружатель (электродвигатель или генератор), соединенный через редуктор с испытываемым двигателем внутреннего сгорания.

Нагружающий (крутящий) момент тарируется (определяется) через специальное весовое устройство. Крутящий момент определяется произведением силы, прикладываемой к весам, на плечо приложения нагружающего усилия.

При холодной обкатке двигателя может осуществляться внешняя централизованная подача маловязкого масла в масляную систему двигателя.

Порядок операций обкатки двигателя следующий.

1. Холодная обкатка без заводки и нагружения двигателя с централизованной (внешней) подачей маловязкого масла. Наблюдают и проверяют уровень шумов, местный нагрев (допускается до 80%С), наличие подтекания всех видов используемых жидкостей (масла, воды и др.).

2. Горячая обкатка без нагрузки (с заводкой двигателя) с применением в системе смазки обычно применяемого масла. При этом двигатель нагревается до нормальной рабочей температуры (до 90 ⁰С). Контролируются шумы, стуки, подтекания, качество выхлопных газов. Регулируется угол опережения зажигания (угол опережения впрыска). После охлаждения двигателя регулируются зазоры клапанов.

3. Горячая обкатка под нагрузкой. Нагрузка электрического нагружателя осуществляется ступенчато через жидкостный реостат.

4. Испытание двигателя на величину эффективной мощности  на часовой  и удельный  расходы топлива, качественные выражения которых выглядят следующим образом:

,                                 (3.35)

где  – показание весов механизма нагружения;

    – длина рычага;

   – частота вращения;

   – коэффициент полезного действия редуктора.

,                                          (3.36)

где  – удельный расход топлива;

 – объем топлива;

   – время.

.                                             (3.37)

5. Контрольный (выборочный) осмотр (например, каждого десятого двигателя или одного из вкладышей или элементов шатунно-поршневой группы).

Проверяется состояние вкладышей, шеек коленчатого вала, поршней, зеркала гильз и т. п.

6. Повторная обкатка по полному циклу, если менялись детали шатунно-поршневой группы или вкладыши.

Пример режима обкатки двигателя СМД-14БН.

1. Холодная обкатка:

1.1. об./мин – 15 мин.

1.2. об./мин – 15 мин.

1.3. об./мин – 20 мин.

 

2. Горячая обкатка без нагрузки:

2.1. об./мин – 10 мин.

 

3. Горячая обкатка под нагрузкой:

3.1. об./мин; Н; кВт – 20 мин.

3.2. об./мин; Н; кВт – 20 мин.

3.3. об./мин; Н; кВт – 20 мин.

3.4. об./мин; Н; кВт – 20 мин.

Общее время обкатки одного двигателя 3,0…3,5 ч.