Замена поршневых колец
Поршневые кольца заменяйте через 70000 — 90000 км пробега (в зависимости от условий эксплуатации автомобиля).
Поршневые кольца устанавливают по три на каждом поршне: два компрессионных и одно маслосъемное. Компрессионные кольца отлиты из специального чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца покрыта пористым хромом, а поверхность второго компрессионного кольца покрыта оловом, либо имеет фосфатное покрытие темного цвета.
На внутренних цилиндрических поверхностях обоих компрессионных колец предусмотрены проточки (рис. 54а), за счет которых кольца при движении поршня вниз несколько вывертываются, что способствует лучшему удалению излишнего масла с поверхности гильз. Кольца необходимо устанавливать на поршень проточками вверх, в сторону днища поршня.
Рис. 54. Установка колец на поршне:
а -поршень с кольцами двигателя УМЗ-4178.10;
б, в -поршень с кольцами двигателя УМЗ-4218.10;
1-поршень; 2-верхнее компрессионное кольцо; 3-нижнее компрессионное кольцо; 4-кольцевые диски; 5-осевой расширитель; 6-радиальный расширитель
Двигатель УМЗ-4218.10 может комплектоваться двумя вариантами исполнения компрессионных колец (рис. 54б,в).
Один вариант верхнего компрессионного кольца 2 (рис. 54б) имеет проточку на внутренней цилиндрической поверхности. Кольцо необходимо устанавливать на поршень проточкой вверх.
Другой вариант верхнего компрессионного кольца 2 (рис. 54в) имеет бочкообразный профиль наружной поверхности, проточка на внутренней цилиндрической поверхности кольца отсутствует. Положение кольца при установке в канавку поршня безразличное.
Нижнее компрессионное кольцо 3 (рис. 54б,в) — скребкового типа, на нижней торцевой поверхности имеет кольцевую проточку, которая вместе с конусной наружной поверхностью образует острую нижнюю кромку («скребок»). Кольцо изготавливается в двух вариантах — с проточкой на внутренней цилиндрической поверхности кольца (рис. 54б) и без проточки (рис. 54в). Кольца необходимо устанавливать на поршень острой кромкой — «скребком» вниз.
Маслосъемное кольцо составное, имеет два кольцевых диска, радиальный и осевой расширители. Наружная поверхность дисков маслосъемных колец покрыта твердым хромом. Замок колец прямой.
Поршневые кольца ремонтных размеров (см. табл. 5) отличаются от колец поминальных размеров только наружным диаметром. Кольца ремонтного размера можно устанавливать в изношенные цилиндры с ближайшим меньшим ремонтным размером путем подпиливания их стыков до получения зазора в замке 0,3 — 0,5 мм (0,3-0,65 мм для двигателей мод. 4218).
Проверку бокового зазора в стыке кольца производите, как показано на рис. 55. К перешлифованным цилиндрам подгоняйте кольца по верхней части, а к изношенным — по нижней части цилиндра (в пределах хода поршневых колец). При подгонке кольцо устанавливайте в цилиндре в рабочем положении, т.е. в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, для чего продвигайте его в цилиндре при помощи головки поршня. Плоскости стыков при сжатом кольце должны быть параллельны.
Рис. 55. Подбор поршневых колец по цилиндру (проверка бокового зазора в стыке кольца)
Снимайте и устанавливайте кольца на поршень с помощью приспособления (рис. 56) модели 55-1122.
Рис. 56. Снятие и установка поршневых колец
После подгонки колец по цилиндрам проверьте боковой зазор между кольцами и канавками в поршне (рис. 57), который должен быть: для верхнего компрессионного кольца 0,050 — 0,082 мм, для нижнего компрессионного — 0,035 — 0,067 мм. При больших зазорах замена только поршневых колец не исключит повышенного расхода масла из-за интенсивной перекачки его кольцами в пространство над поршнем. В этом случае одновременно с заменой колец заменяйте и поршни (см. «Замена поршней»). Одновременная замена поршневых колец и поршней резко снижает расход масла.
Рис. 57. Проверка бокового зазора между поршневым кольцом и канавкой поршня
При замене только поршневых колец без замены поршней удаляйте нагар с днищ поршней, из кольцевых канавок в головке поршня и маслоотводящих отверстий, расположенных в канавках для маслосъемных колец. Нагар из канавок удаляйте осторожно, чтобы не повредить их боковые поверхности, при помощи приспособления (рис. 58).
Рис. 58. Очистка канавок поршневых колец от нагара
Из маслоотводящих отверстии нагар удаляйте сверлом диаметром 3 мм.
При использовании новых или перешлифованных под ремонтный размер гильз цилиндров необходимо, чтобы верхнее компрессионное кольцо имело хромированное покрытие, а остальные кольца были лужеными или форматированными. Если гильза не ремонтируется, а меняются только поршневые кольца, то все они должны быть лужеными или фосфатированными, так как к изношенной гильзе хромированное кольцо прирабатывается очень плохо.
Перед установкой поршней в цилиндры разведите стыки поршневых колец в под углом 120 град. друг к другу.
После смены поршневых колец в течение 1000 км пробега не превышайте на автомобиле скорости в 45-50 км/ч.
Источник
Сборка шатунно-поршневой группы двигателя УМЗ
Все детали шатунно-поршневой группы делятся на категории и подбираются индивидуально друг к другу
По букве, нанесенной краской на блоке, подбираем поршень к цилиндру.
Буквы на блоке и поршне должны совпадать. Римская цифра «II» обозначает требуемую группу поршневого пальца.
Обозначение «421» на поршне указывает на то, что он предназначен для двигателя УМЗ-4218.
При ремонте с расточкой цилиндров требуемые зазоры обеспечиваются в процессе расточки и хонингования под заранее приобретенные поршни одинакового ремонтного размера. Диаметры отверстий в бобышках поршня, головке шатуна и наружные диаметры поршневого пальца делятся на четыре группы, помеченные краской: I – белой, II – зеленой, III – желтой, IV – красной.
На пальцах номер группы обозначен краской на внутренней поверхности или торцах. Он должен совпадать с группой, указанной на поршне.
На шатуне номер группы обозначается также краской. Он должен либо совпадать, либо быть соседней с пальцем группы.
Смазанный моторным маслом палец должен с небольшим усилием перемещаться в головке шатуна, но не выпадать из нее.
Замки вкладышей должны быть расположены с одной стороны шатуна,…
…а выступ на крышке шатуна совпадать по направлению с надписью «ПЕРЕД» на поршне.
Нагреваем поршень до температуры 60–80° С. Допускается нагревать поршень в горячей воде. Вводим головку шатуна между бобышками поршня и быстро запрессовываем смазанный моторным маслом поршневой палец.
Если нет приспособления, запрессовать палец можно медным или обычным молотком через оправку из мягкого металла, удерживая поршень на весу.
Поршневой палец фиксируем с обеих сторон стопорными кольцами.
Проверяем поршневые кольца, для этого…
…поочередно устанавливаем поршневые кольца в цилиндр на глубину 20–30 мм от верхней кромки и набором щупов измеряем зазоры. Компрессионные кольца должны иметь зазор в замке 0,3–0,5 мм, маслосъемные — 0,5–1 мм.
Надеваем кольца на поршень, начиная с маслосъемного кольца.
Раздвинув замок радиального расширителя, устанавливаем его в нижнюю канавку.
Раздвинув замок радиального расширителя, устанавливаем его в нижнюю канавку.
…осевой расширитель и верхний кольцевой диск.
Кольцевые диски маслосъемного кольца взаимозаменяемы.
Последовательно надеваем два компрессионных кольца так, чтобы…
…фаска на наружном диаметре нижнего компрессионного кольца была обращена в сторону юбки поршня,…
…а фаска с внутренней стороны верхнего компрессионного кольца – к днищу поршня.
Источник
Ремонт и сервисное обслуживание автомобилей, двигателей и автоматических коробок передач
Базовые детали двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218
Блок цилиндров УМЗ-421, УМЗ-4218
Основное конструктивное отличие двигателей УМЗ-421, УМЗ-4218 рабочим объемом 2,89 л для автомобилей УАЗ-31512, УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206 состоит в том, что они имеют алюминиевый блок с залитыми тонкостенными гильзами из специального износостойкого чугуна. Между цилиндрами имеются протоки для охлаждающей жидкости.
Гильза блока цилиндров УМЗ-421, УМЗ-4218 представляет собой тонкостенную отливку, изготовленную методом центробежного литья.
Перед заливкой заготовка гильзы подвергается механической обработке наружной поверхности для получения специальных буртиков для фиксации гильзы в теле блока.
Минимальный диаметр наружной поверхности гильзы (по основанию буртиков) после механической обработки — 106±0,2 мм.
На верхней плоскости блока цилиндров двигателя расположены десять резьбовых отверстий для шпилек крепления головки блока цилиндров.
Нижняя часть блока разделена на четыре отсека поперечными перегородками, в гнезда которых установлены крышки коренных подшипников коленчатого вала и крышка манжеты коленчатого вала.
Крышки коренных подшипников изготовлены из ковкого чугуна; каждая крышка крепится к блоку цилиндров двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 двумя шпильками диаметром 14 мм. В первой крышке торцы обработаны совместно с блоком для установки шайб упорного подшипника.
Крышки подшипников растачиваются совместно в сборе с блоком, и поэтому при ремонте их надо устанавливать на свои места.
Для этого на второй и третьей крышке выбиты их порядковые номера (соответственно цифрами «2» и «3»). Остальные крышки отличаются друг от друга конструктивно, в связи с чем маркировка на них не наносится.
Гайки шпилек крепления крышек затягиваются с моментом 12,2. 13,3 Нм (12,5. 13,6 кг/см).
Посадочный размер гнезд под установку крышек в блоке цилиндров УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-31512, УАЗ-Хантер, УАЗ-2206, 3909 равен 115 +0,021 мм, размер крышек — мм. Диаметр отверстия после расточки под установку коренных вкладышей равен 68+0,019 мм.
Крышка сальника коленчатого вала отлита из алюминиевого сплава и крепится к нижней части блока цилиндров двумя шпильками диаметром 8 мм.
Крышка манжеты обрабатывается совместно с блоком для установки резиновой манжеты уплотнения заднего конца коленчатого вала.
К переднему торцу блока на паронитовой прокладке крепиться отлитая из алюминиевого сплава крышка распределительных шестерен с резиновой манжетой для уплотнения носка коленчатого вала.
В блоке цилиндров УМЗ-421, УМЗ-4218 с помощью расточки выполнены пять отверстий под установку распределительного вала (по числу опор вала). Вал монтируется в блок без промежуточных сталебаббитовых втулок.
К заднему торцу блока цилиндров шестью болтами и двумя установочными штифтами крепиться отлитый также из алюминиевого сплава картер сцепления.
Верхний левый болт устанавливается на герметик. Задний торец картера сцепления и отверстия в нем диаметром 116+0,035 мм для установки коробки передач обрабатываются в сборе с блоком, и поэтому указанные детали не взаимозаменяемы.
Высота блока (размер между верхней и нижней плоскостями) после механической обработки 271,4±0,12 мм.
Неплоскостность верхней плоскости блока не более 0,05 мм, нижней – не более 0,1 мм.
Рис.1. Блок цилиндров двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-31512, УАЗ-Хантер, УАЗ-3909, 2206
1 и 4 – гнезда под установку заглушек водяной рубашки; 2 –чугунная гильза; 3 –протока для охлаждающей жидкости; 5 и 6 – каналы подвода смазки к опорам распредели-тельного вала и к коренным подшипникам коленчатого вала; 7 –гнезда под установку резиновой манжеты уплотнения заднего конца коленчатого вала.
Головка блока цилиндров УМЗ-421, УМЗ-4218
Головка блока цилиндров двигателей УМЗ-421 (УАЗ-31512), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206) — общая для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава.
Впускные и выпускные каналы выполнены раздельно для каждого цилиндра и расположены с правой стороны головки.
Гнезда для клапанов расположены в ряд по продольной оси двигателя. Седла всех клапанов — вставные, изготовлены из жаропрочного чугуна высокой твердости.
Благодаря большому натягу при посадке седла в гнездо головки блока УМЗ-421, УМЗ-4218 (перед сборкой она нагревается до температуры 160-175°С, а седла охлаждаются примерно до минус 40-45°С, при этом седло свободно вставляется в гнездо головки), а также достаточно большому линейному расширению материала седла обеспечивается надежная и прочная посадка седла в гнезде.
Дополнительно металл головки вокруг седел обжимается с помощью оправки.
Втулки клапанов так же, как седла, собираются с предварительно нагретой головкой цилиндров (втулки — охлажденные). Фаски в седлах и отверстия во втулках обрабатываются после их установки в головку.
Головка цилиндров крепится к блоку десятью стальными шпильками диаметром 12 мм. Под гайки шпилек поставлены плоские стальные упрочненные шайбы.
Между головкой и блоком двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-31512, УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206 устанавливается прокладка (обозначение 421.1003020) из асбестового полотна, армированного металлическим каркасом и покрытого графитом.
Окна в прокладке под камеры сгорания и отверстие масляного канала окантованы жестью. Толщина прокладки в сжатом состоянии 1,5 мм.
Для совмещения отверстий подвода масла на блоке цилиндров и прокладке, она должна устанавливаться выступом 4х20 мм на наружном контуре в сторону картера сцепления.
Момент силы затяжки гаек крепления головки должен быть 8,8-9,3 Нм (9,0-9,4 кг/см).
Головки цилиндров двигателей УМЗ-421, имеющих разные степени сжатия, различаются по объему камер сгорания.
Увеличение степени сжатия двигателя получено за счет дополнительного фрезерования нижней плоскости головки на 3,1 мм (высота головки двигателя со степенью сжатия 8,2 составляет 94,9 мм, высота головки двигателя со степенью сжатия 7,0 — 98 мм).
Объем камеры сгорания при поставленных на место клапанах и ввернутой свече составляет 76-79 см3 для двигателей со степенью сжатия 8,2 и 94-97 см3 для двигателей со степенью сжатия 7,0.
Разница между объемами камер сгорания одной головки не должна превышать 2 см3.
Картер сцепления двигателей УМЗ-421, УМЗ-4218
Картер сцепления УМЗ-421, УМЗ-4218 (верхняя часть) отлит из алюминиевого сплава, крепится к заднему торцу блока четырьмя болтами с резьбой М10 и двумя болтами М12. Верхний левый болт устанавливается на герметик.
Кроме того, для увеличения жесткости крепления картера к блоку, картер дополнительно крепится к нижнему фланцу блока слева и справа двумя усилителями из чугуна.
Отверстие в картере сцепления УМЗ-421, УМЗ-4218 диаметром 116+0,035 мм для установки коробки перемены передач обрабатывается в сборе с блоком цилиндров.
Это необходимо для обеспечения соосности первичного вала коробки передач с коленчатым валом.
Для сохранения соосности в случае демонтажа картера сцепления и последующего его крепления к блоку предусмотрены два установочных штифта диаметром 13 мм.
Обслуживание базовых деталей двигателей УМЗ-421 (УАЗ-31512), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206)
Детали двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 – блок и головка цилиндров – не требуют обслуживания, за исключением очистки от пыли и грязи и подтяжки резьбовых соединений.
С течением времени прокладка головки цилиндров обминается, поэтому возможно ослабление затяжки гаек крепления головки и, вследствие этого, прогорание прокладки или прорыв газов в систему охлаждения.
Рис. 2. Порядок подтяжки гаек головки блока цилиндров УМЗ-421, 4218
Поэтому после первых 1000км (по окончании обкатки двигателя), после каждого снятия головки цилиндров и через каждые 20 тыс. км пробега автомобиля необходимо проводить подтяжку головки цилиндров.
Гайки крепления головки цилиндров затягиваются в определенном порядке от середины головки к торцам (см. рисунок 2).
Затяжку и проверку затяжки следует делать на холодном двигателе. Если эту операцию выполнить на горячем двигателе, то после остывания затяжка гаек окажется не полной вследствие большой разницы в коэффициентах линейного расширения материала головки и шпилек.
Для равномерного и плотного прилегания головки к блоку УМЗ-421, УМЗ-4218 затяжку рекомендуется делать в два приема:
— предварительно с малым моментом силы 5,5-6,0 Нм (5,5-6,0 кг/см);
— окончательную затяжку гаек крепления головки производить моментом силы 8,8-9,3 Нм (9,0-9,4 кг/см).
Поршни двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218
Поршни имеют обозначение 421.1004015, отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава и термически обработаны.
Головка поршня — цилиндрическая с выемкой в днище. На цилиндрической поверхности головки проточены три канавки: в двух верхних установлены компрессионные кольца, а в нижней — маслосъемное.
В канавке под маслосъемное кольцо выполнены четыре отверстия, которые служат для отвода масла, скапливающегося под маслосъемным кольцом.
Юбка поршня овальная в поперечном сечении и бочкообразная в продольном сечении. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Величина овальности поршня составляет 0,39-0,43 мм.
Диаметр юбки поршня двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 плавно уменьшается и в направлении к днищу и в противоположном направлении: максимальное уменьшение диаметра на кромке фаски под нижней канавкой составляет 0,062-0,102мм.
Наибольший диаметр поршня и находиться на расстоянии 57 мм от плоскости днища поршня.
Ось отверстия под поршневой палец УМЗ-421, УМЗ-4218 смещена от средней плоскости на 1,5 мм в правую (по ходу автомобиля) сторону для уменьшения шума от перекладывания поршня при изменении направления движения поршня.
Поршни устанавливаются в гильзы с зазором 0,024-0,048 мм.
Для обеспечения требуемого зазора поршни и гильзы разделены (по диаметру) на пять групп, обозначенных соответствующей буквой, которая выбивается на днище поршня и наносится на боковую поверхность рубашки охлаждения каждой гильзы, расположенную внутри полостей коробок толкателей.
Для улучшения приработки поверхность поршня покрыта слоем олова толщиной 0,001-0,002 мм. Чтобы поршни работали правильно, они должны быть установлены в цилиндры в строго определенном положении.
Для этого на одной из поверхностей поршня имеется надпись «ПЕРЕД». В соответствии с этой надписью поршень указанной стороной должен быть обращен к передней части двигателя.
Поршневые кольца двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218
На двигатели УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-3151, УАЗ-Хантер, УАЗ-3909, 3303 устанавливаются поршневые кольца отечественного производства с диаметром 100 мм.
Верхнее компрессионное кольцо (обозначение 130-1004030) чугунное; наружная цилиндрическая поверхность хромированная, толщина покрытия 140-220 мкм.
Внутренняя цилиндрическая поверхность имеет выточку высотой 0,5 мм со стороны верхнего торца.
Нижнее компрессионное кольцо двигателя (обозначение 130-1004025) также чугунное, скребкового типа: наружная (рабочая) поверхность коническая, нижний торец имеет выточку под углом 15°, вследствие чего образуется острая кромка (скребок), которая обеспечивает лучшую приработку кольца с зеркалом цилиндра и обладает маслосъемным эффектом. Кольцо имеет покрытие слоем олова толщиной 3-12 мкм.
Маслосъемное кольцо четырех элементное (обозначение комплекта 130-1004035-А). В комплект входят два стальных кольцевых диска, имеющих хромированное покрытие (80-130 мкм) рабочей поверхности, осевой и радиальный расширители.
Шатуны УМЗ-421, УМЗ-4218
Шатуны двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218 — стальные кованые со стержнем двутаврового сечения. В поршневую головку шатуна запрессована тонкостенная втулка из оловянистой бронзы.
Кривошипная головка шатуна разъемная. Крышка кривошипной головки крепится к шатуну двумя болтами со шлифованной посадочной частью.
Болты крепления крышек и гайки шатунных болтов изготовлены из легированной стали и термически обработаны. Гайки шатунных болтов затягиваются моментом силы 6,6-7,3 Нм (6,8-7,5 кг/см) и стопорятся герметиком.
Крышки шатунов обрабатываются в сборе с шатуном, и поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой.
Для предотвращения возможной ошибки на шатуне и на крышке (на бобышке под болт) выбиты порядковые номера цилиндров. Они должны быть расположены с одной стороны.
Кроме того, углубления в крышке и шатуне для фиксирующих выступов вкладышей также должны находиться с одной стороны.
Основные параметры шатуна двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218
Длина шатуна (размер между осями отверстий поршневой и кривошипной головки) — 175±0,05
Диаметр отверстия кривошипной головки — 61,5+0,012
Диаметр поршневой головки после расточки в сборе с втулкой (поле допуска разбито через 2,5 мкм на четыре размерные группы) — 25
Непараллельность оси отверстий поршневой головки относительно оси кривошипной головки на длине 100 мм, не более — 0,04
Неперпендикулярность торцов кривошипной головки к диаметру 61,5 мм на длине 100 мм, не более — 0,08
Допуск перекоса осей отверстий поршневой и кривошипной головок (“скрещивание” осей) на длине 100 мм, не более — 0,1
В стержне шатуна у кривошипной головки имеется отверстие диаметром 1,5 мм, через которое производится смазки зеркала цилиндра.
Это отверстие должно быть направлено на правую сторону двигателя, т.е. в сторону, противоположную распределительному валу.
При правильной сборке цифры «421.1004045», выштампованные на средней полке стержня шатуна, а также выступ на крышке шатуна должны быть обращены к передней стороне двигателя.
Суммарная масса поршня, поршневого пальца, колец и шатуна, устанавливаемых в двигатель УМЗ-421, УМЗ-4218, должна имеет разницу по цилиндрам не более 8г, что обеспечивается подбором деталей соответствующей массы.
По деталям разница в массе может быть: поршней — 2г, шатунов — 15г, поршневых пальцев — 2г.
Для обеспечения вышеуказанной разницы в массе деталей в одном двигателе (8г) шатуны по массе разбиваются на четыре группы и должны подбираться для одного двигателя с разницей не более 4г.
Источник
