система зажигания. Технология ремонта цилиндропоршневой группы автомобиля с разработкой приспособления для выпрессовки поршневых пальцев
 Скачать 7.81 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Лысьвенский филиал Факультет среднего профессионального образования ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ на тему "Технология ремонта цилиндропоршневой группы автомобиля с разработкой приспособления для выпрессовки поршневых пальцев" по специальности "Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта" Руководитель проекта: В.Г Половников Консультант по экономической части: Н.В. Гужавина Консультант по БЖД Г.М. Войтко Консультант по охране труда В.В. Хмеляр Лысьва 2011 РЕФЕРАТ Дипломная работа содержит 60 листов машинописного текста, 3 таблицы, 6 рисунков, 14 использованных источников, 4 приложения. Ключевые слова: СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА, ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА, НОРМИРОВАНИЕ ВРЕМЕНИ, ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА, ДИАГНОСТИКА. В дипломной работе разработаны технологический процесс ремонта цилиндропоршневой группы двигателя и приспособление для выпрессовки поршневых пальцев. Рассмотрены характерные неисправности, их признаки и методы диагностики. Произведен расчет прочностных характеристик проектируемого приспособления. Произведен расчет затрат на изготовление, определены его технические характеристики. Рассмотрены вопросы техники безопасности при ремонте транспортных двигателей, охраны окружающей среды. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ . ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Общее устройство цилиндропоршневой группы двигателя 1.2 Анализ возможных неисправностей цилиндропоршневой группы двигателя 1.3 Диагностика неисправностей цилиндропоршневой группы двигателя.3.1 Диагностика двигателя по состоянию выхлопа1.3.2 Замер компрессии в цилиндрах двигателя .3.3 Вакуумный метод оценки состояния цилиндропоршневой группы и прогнозирование остаточного ресурса прибором АГЦ .4 Технология ремонта цилиндропоршневой группы двигателя .5 Анализ оборудования и инструментов .5.1 Компрессограф для дизельных двигателей Zeca .5.2 КМ - 201 Комрессометр .5.3 Индикатор пневмоплотности цилиндров ИПЦ-ДР ДД-4200 .5.4 Компрессометр для легковых дизельных автомобилей SMC-104 .5.5 Вакуум-анализатор цилиндропоршневой группы .5.6 SMC103 Компрессометр для бензиновых автомобилей .5.7 Тестер герметичности цилиндропоршневой группы LTR .6 Нормирование операций по разборке-сборке цилиндропоршневой группы двигателя .7 Организация и оборудование рабочего места . КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ .1 Предложения .2 Сравнение предлагаемого приспособления с промышленными образцами 2.3 Теория расчетов на прочность 2.4 Расчет приспособления на прочность 3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .1 Расчет себестоимости приспособления . ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ .1 Постановка автомобиля на обслуживание .2 Вывешивание автомобиля .3 Работа в осмотровой канаве .4 Снятие, установка агрегатов и их перевозка .5 Инструмент и приспособления .6 Пуск двигателя .7 Обеспечение безопасности при эксплуатации газобаллонных автомобилей . ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Список использованных источников ПРИЛОЖЕНИЕ А - Планировка поста по ремонту двигателей ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Схема работы приспособления ПРИЛОЖЕНИЕ В - Чертеж приспособления для выпрессовки поршневых пальцев ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Операционная технологическая карта цилиндропоршневой двигатель палец ремонт ВВЕДЕНИЕ Цилиндропоршневая группа является наиболее важной частью двигателя. В ней происходит процесс преобразования тепловой энергии сгорания топлива в механическую энергию движения поршня. Этот процесс происходит в условиях высоких температур и давления, что в совокупности является агрессивной средой для деталей цилиндропоршневой группы двигателя. В связи с этим, стоит уделять особое внимание состоянию ЦПГ, так как малейшее отклонение от нормы, может привести ко многим нежелательным последствиям: повышенный расход топлива, потеря мощности, увеличение токсичности отработавших газов, повышенный расход масла и др. Все эти факторы ведут к нежелательным экономическим потерям, которые особенно заметны в условиях предприятия. Тема выпускной квалификационной работы: "Технология ремонта цилиндропоршневой группы двигателя с разработкой приспособления для выпрессовки поршневых пальцев". В ходе работы будет рассмотрена цилиндропоршневая группа, ее устройство, возможные неисправности, разработаны предложения по совершенствованию процесса ремонта ЦПГ. 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .1 Общее устройство цилиндропоршневой группы двигателя В состав ЦПГ цилиндропоршневой группы двигателя входит две группы деталей: неподвижные и подвижные. К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, служащий основой двигателя, цилиндр, головки блока или головки цилиндров. Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун. Цилиндропоршневая группа воспринимает давление газов при такте сгорание-расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. В отливке блока цилиндров имеется рубашка для жидкостного охлаждения двигателя, представляющая собой полость между стенками блока и наружной поверхностью вставных гильз. Охлаждающая жидкость подается в рубашку охлаждения через два канала, расположенные по обеим сторонам блока цилиндров. Блок цилиндров отливается из серого чугуна или из алюминиевого сплава. Рабочая поверхность цилиндров является направляющей при движениях поршня и вместе с ним и головкой блока цилиндров образует замкнутое пространство, в котором происходит рабочий цикл двигателя. Для плотного прилегания поршня и поршневых колец к цилиндру и уменьшения сил трения между ними внутреннюю полость цилиндров тщательно обрабатывают с достаточной степенью точности и чистоты, и поэтому она называется зеркалом цилиндра. Цилиндры могут быть отлиты как одно целое со стенками рубашки охлаждения или изготовлены отдельно от блока в виде вставных гильз. Последние подразделяются на "сухие" гильзы, запрессованные в расточенный блок, и сменные, "мокрые" гильзы, омываемые с наружной стороны охлаждающей жидкостью. При сгорании рабочей смеси верхняя часть цилиндров сильно нагревается и подвергается окислительному воздействию продуктов сгорания, поэтому в верхнюю часть блока цилиндров или гильз, как правило, запрессовывают короткие вставки - сухие гильзы длиной 40 - 50 мм. Вставки изготовляют из легированного чугуна, обладающего высокой износо- и коррозионной стойкостью. При установке мокрой гильзы ее борт выступает над плоскостью разъема на 0,02 - 0,15 мм. Это позволяет уплотнять ее, зажимая борт через прокладку между блоком и головкой цилиндров. В нижней части гильза уплотняется двумя резиновыми кольцами или медными прокладками, установленными по торцу нижнего пояса гильзы. Преимущественное применение в двигателях мокрых гильз связано с тем, что они обеспечивают лучший отвод тепла. Это повышает работоспособность и срок службы деталей цилиндропоршневой группы, при этом снижаются затраты, связанные с ремонтом двигателей в процессе эксплуатации. Поршень. Воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава. В верхней части поршня расположена головка с канавками, в которые вставлены поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца. При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширится и, если между ним и зеркалом цилиндра не будет необходимого зазора, поршень заклинится в цилиндре и двигатель прекратит работу. Однако большой зазор между поршнем и зеркалом цилиндра также нежелателен, так как это приводит к прорыву части газов в картер двигателя, падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя. Чтобы поршень не заклинивался при прогретом двигателе, головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбка, а саму юбку в поперечном сечении изготавливают не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большой осью его в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. На юбке поршня может быть разрез. Благодаря овальной форме и разрезу юбка предотвращает заклинивание поршня при работе прогретого двигателя. Поршневые кольца, применяемые в двигателях, подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла с зеркала цилиндров и не допускают проникновение масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок). При установке поршня в цилиндр поршневое кольцо предварительно сжимают, в результате чего обеспечивается его плотное прилегание к зеркалу цилиндра при разжатии. На кольцах имеются фаски, за счет которых кольцо несколько перекашивается и быстрее притирается к зеркалу цилиндра, и уменьшается насосное действие колец. Количество колец, устанавливаемых на поршнях разных двигателей, неодинаковое. Например, на поршнях двигателей ЗИЛ-130 три компрессионных кольца, два верхних хромированы по поверхности, соприкасающейся с гильзой. Маслосъемных колец в изучаемых двигателях по одному. Маслосъемное кольцо собрано из четырех отдельных элементов - двух тонких стальных разрезных колец и двух гофрированных стальных расширителей (осевого и радиального). При установке колец на поршень их замки следует размещать в разные стороны. Поршневой палец. Для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна служит поршневой палец. Через пальцы передаются значительные усилия, поэтому их изготовляют из легированных или углеродистых сталей с последующей цементацией или закалкой ТВЧ. Поршневой палец представляет собой толстостенную трубку с тщательно отшлифованной наружной поверхностью, проходящую через верхнюю головку шатуна и концами опирающуюся на бобышки поршня. По способу соединения с шатуном и поршнем пальцы делятся на плавающие и закрепленные (обычно в головке шатуна). Наибольшее распространение получили плавающие поршневые пальцы, которые свободно поворачиваются в бобышках и во втулке, установленной в верхней головке шатуна. Осевое перемещение поршневого пальца ограничивается стопорными кольцами, расположенными в выточках бобышек поршня. При работающем двигателе в бобышках поршня возможны стуки пальцев из-за различного коэффициента линейного расширения сплава и стали. Шатун. Он служит для соединения поршня с кривошипом коленчатого вала и обеспечивает при такте рабочего хода передачу усилия от давления газов на поршень к коленчатому валу, а при вспомогательных тактах (впуск, сжатия, выпуск), наоборот, от коленчатого вала к поршню. При работе двигателя шатун совершает сложное движение. Он движется возвратно-поступательно вдоль оси цилиндра и качается относительно оси поршневого кольца. Шатун штампуют из легированной или углеродистой стали. Он состоит из стержня двутаврового сечения, верхней головки, нижней головки и крышки. В стержне шатуна при принудительном смазывании плавающего поршневого пальца (в основном у дизелей) сверлится сквозное отверстие - масляный канал. Нижнюю головку, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к оси шатуна. В тех случаях, когда нижняя головка имеет значительные размеры и превышает диаметр цилиндра. Крышка шатуна изготовляется из той же стали, что и шатун, и обрабатывается совместно с нижней головкой, поэтому перестановка крышки с одного шатуна на другой не допускается. На шатунах и крышках с этой целью делают метки, чтобы обеспечить высокую точность при сборке нижней головки шатуна, его крышку фиксируют шлифованными поясками болтов, которые затягивают гайками и стопорят шплинтами или шайбами. В нижнюю головку устанавливают шатунный подшипник в виде тонкостенных стальных вкладышей, которые с внутренней стороны покрыты слоем антифрикционного сплава. От осевого смещения и провертывания вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки нижней головки шатуна и его крышки. В нижней головке шатуна и во вкладыши делается отверстие для периодического выбрызгивания масла на зеркало цилиндра или на распределительный вал. Для лучшей уравновешенности кривошипно-шатунного механизма разница в массе шатунов не должна превышать 6 - 8 г. В V-образных двигателях на каждой шатунной шейке коленчатого вала расположены два шатуна. В этих двигателях для правильной сборки шатунно-поршневой группы поршни и шатуны устанавливают строго по меткам. .2 Анализ возможных неисправностей цилиндропоршневой группы двигателя При диагностировании деталей ЦПГ необходимо убедиться в исправности других узлов и систем двигателя, оказывающих влияние на работоспособность рассматриваемых деталей (система газораспределения, система питания, система зажигания и др.). Так, в случаях повышенного расхода масла на долив (выше 1,5%) необходимо убедиться в отсутствии течи масла из двигателя наружу и разгерметизации впускного тракта. Диагностирование до разборки двигателя необходимо начинать с выяснения условий работы двигателя, качества и объёма проведённых обслуживании и текущих ремонтов. В условиях работы необходимо оценить тепловой режим и наличие шума или стука при работе. Необходимо также определить возможные остановки двигателя по неустановленным причинам, расход масла на долив и характер его изменения за общее время работы двигателя в эксплуатации. После выполнения указанных работ при возможности запустить двигатель и прослушать его работу на режимах холостого хода от минимальной до максимальной частоты вращения коленчатого вала. Необходимо осмотреть отложения на шторах бумажного элемента полнопоточного масляного фильтра, или в фильтре центробежной очистки масла. Обратить особое внимание на количество отложений и наличие металлической стружки. Необходимо отобрать пробу масла из картера двигателя в количестве 250 -500 мл и отправить её в химическую лабораторию на предмет определения физико-химических показателей масла (вязкость, щелочное число, количество нерастворимых осадков, наличие воды в масле, диспергирующие свойства и др.). Могут быть использованы также методы инструментального (приборного) диагностирования. Так, замеряется давление в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя. Оно определяется в абсолютных единицах с помощью компрессометра или в относительных единицах с помощью специальной аппаратуры, фиксирующей изменение силы тока в цепи стартера при прокрутке коленчатого вала в процессе последовательного отключения цилиндров двигателя. Компрессометром замеряется давление сжатия (Рс) при прокрутке коленчатого вала стартером или в режиме работы двигателя при минимальной частоте холостого хода. Последний вариант испытаний является более предпочтительным, т.к. точность измерения возрастает за счет поддержания определенного скоростного режима двигателя. Величина давления сжатия при nx/x = 800 мин-1 для двигателей ЯМЗ должна составлять Рc = 3,0...3,5 МПа (30...35 кг/см2). Для бензиновых двигателей эта величина должна равняться Рc =1,0…1,2 Мпа (10…12 кг/см2). Особое внимание следует обращать на разность давлений Рc по цилиндрам. Это сравнение позволит определить цилиндр с дефектными деталями ЦПГ. По замерам значений Рc можно определить следующие дефекты деталей ЦПГ: прогар поршня, поломку компрессионного кольца, изношенность деталей, закоксовку колец, задиры поршней и негерметичность клапанов механизма газораспределения. При указанных дефектах обычно значение Рc в цилиндре бывает меньше 2,0...2,1 МПа (20...21 кг/см2). Дополнительную информацию о состоянии деталей ЦПГ можно получить с помощью физико-химического и спектрального анализов картерного масла. Наибольший объём информации о причинах выхода из строя деталей ЦПГ можно получить после разборки двигателя и анализа состояния деталей. Состояние деталей ЦПГ и возможные причины их дефектов приведены в таблице 1. Таблица 1- Состояние деталей ЦПГ и причины их дефектов
Особое внимание при эксплуатации двигателей необходимо обращать на состояние воздухоочистки, при нарушении которой преждевременно вырабатывается ресурс деталей ЦПГ. Многолетний опыт эксплуатации двигателей показывает, что износ деталей ЦПГ, как правило, носит абразивный характер и вызван нарушением фильтрации воздуха. Абразивный износ двигателя (иногда его называют пылевым) определяется по снижению мощности ("плохо тянет"), повышенному дымлению, выбросу масла из сапуна и, как следствие, увеличенному расходу масла (обычно выше 2...3% от расхода топлива). В отдельных случаях работа двигателя сопровождается металлическим стуком, хорошо прослушиваемым при средней частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу. Причиной стука, как правило, является поломка первого компрессионного кольца, вызванная повышенной его вибрацией вследствие чрезмерного износа канавки поршня и самого кольца по высоте. Процесс обслуживания воздушного фильтра и проверка герметичности впускного тракта двигателя в составе изделия подробно описаны в инструкциях по эксплуатации двигателя. К сожалению, практика показывает, что в эксплуатации зачастую пренебрегают этими операциями ТО, что приводит к преждевременному аварийному износу ЦПГ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||