3. Природне зношування циліндра
Робочу поверхню циліндра двигуна обробляють з високою точністю, досягнутою в результаті застосування сучасних технологічних способів обробки. Неточність геометричної форми поверхні циліндра по діаметру не перевищує 0,01, 0,02 мм, і приблизно в таких же межах знаходиться конусність поверхні.
Дуже важливо витримати зазор в середній і верхній частинах циліндра. Деформації, що виникають при обробці в результаті нестійкості стінок циліндра, з'являються головним чином в нижній частині циліндра, де теплові навантаження під час роботи невеликі, а точність сполучення циліндра з поршнем невисока.
У верхній і середній частинах новий циліндр оброблений майже з абсолютною точністю. Під час роботи двигуна поверхню циліндра схильна, однак, природному зношування.
Найбільше зношується саме циліндр двигуна. Найбільш щільно контактують з поверхнею циліндра поршневі кільця. Тому циліндр більше зношується в тій частині, в якій рухаються кільця. При зносі поверхню циліндра набуває приблизно бочкообразную форму. Найбільший знос спостерігається в тій частині, в якій рухаються всі три кільця (в міру наближення до мертвим точкам), так як потім на невеликій довжині рухаються тільки два кільця і, нарешті, тільки одне. Внаслідок зносу поверхні циліндра він в поперечному перерізі набуває форму еліпса, велика вісь якого збігається з поздовжньою віссю мотоцикла. У цій площині гойдається шатун і обертаються маховики. Під час робочого ходу, коли продукти згоряння палива тиснуть на поршень, кривошипна головка шатуна відхиляється вперед (по руху мотоцикла) так, що горизонтальна складова діючої на поршень сили притискає поршень до задньої сторони циліндра. Під час стиснення поршень притискається, навпаки, до передньої стінки циліндра. Під дією цих сил найбільше зношуються передня і задня поверхні циліндра і його первісна форма змінюється. В результаті відмінності форми циліндра і поршня кільця не можуть забезпечити ущільнення, а внаслідок витоків горючої суміші під час стиснення в кривошипну камеру тиск в кінці стиснення знижується, середнє ефективне тиск зменшується і потужність двигуна падає. Овальність циліндра і ступінь його зносу слід заміряти. Вимірювання виробляють індикаторним нутромером з центрирующим пристосуванням для виміру діаметра отворів.
Індикатор налаштовують по каліброваному кільцю (рис. 96), внутрішній діаметр якого дорівнює номінальному діаметру циліндра двигуна (наприклад, 65 мм для мотоцикла ЯВА-250), Потім індикатор вставляють в циліндр і визначають діаметр циліндра (рис. 97). При нормальному зношуванні циліндр має бочкоподібні форму робочої поверхні і овальність в поздовжній площині. Про ступінь зносу можна судити за величиною вироблення поверхні близько випускних каналів. Якщо виміряний діаметр циліндра в цьому місці і виявлено, що в порівнянні з початковим діаметром (нового або расшліфованного циліндра) діаметр збільшений на 0,06-0,08 мм, то необхідно відшліфувати циліндр до певного розміру і встановлювати його без ремонту не слід. Вважається, що при зносі циліндра 0,1 мм він не може виконувати свої функції.
77
Хоча зміна діаметра циліндра в поздовжньому напрямку близько верхнього краю випускного вікна і є загальноприйнятим критерієм зносу, все-таки не завжди воно є вирішальним. Знос може часто виходити за межі нормального і в поперечному напрямку.
Достатньо невеликого вигину шатуна (внаслідок підвищеного ступеня стиснення або механічного пошкодження), щоб з'явився перекіс поршня в циліндрі, при якому відбувається помітне бічне зношування циліндра. Тому при вимірюванні діаметру циліндра не слід обмежитися тільки одним або двома вимірами, циліндр вимірюють в кількох місцях по висоті і в поперечному перерізі, визначаючи розміри овальності, а також і конусність робочої поверхні циліндра. В результаті вимірювань можна встановити стан інших вузлів. наприклад, кривошипно-шатунного механізму.
Заміри циліндра є остаточною перевіркою, яка підтверджує зазвичай попередні ознаки великого зносу двигуна. Перші ознаки виявляють по зменшенню потужності двигуна при подоланні підйому. Найлегше це встановити при русі по добре знайомій дорозі, на якій відомо, коли треба перемкнути передачу при підйомі, і т.п. Легко також встановити, що максимальна швидкість руху мотоцикла стала менше. За допомогою пускової педалі можна оцінити, як здобуде »поршень
«Компресію» (якщо двигун зношений, то дуже погано). Якщо двигун легко пустити і він «не віддає» під час пуску назад, то це безсумнівна ознака того, що в двигуні потрібно замінити поршень і кільця і необхідно растачивание циліндра. До цього часу пробіг мотоцикла складає, напевно, близько 20 000 км.
78
4. Діаметри поршнів і циліндрів
Розглянемо спочатку сучасний мотоцикл мод. 634. В принципі можна вважати, що отвір циліндра Розточчя з допуском Я7 при номінальному діаметрі 58 мм. Нижня межа допуску дорівнює нулю, а верхній 0,03 мм. Це означає, що найменший діаметр нового циліндра може, наприклад, бути 58 мм, а найбільший 58,03 мм. До цих вихідних розмірів додають, однак, ще 0,01 мм. З одного боку, для того, щоб при виготовленні легше було витримати розміри в межах допуску, а з іншого боку, це диктується все зростаючими тепловими навантаженнями двигуна і пов'язаним з ними збільшенням теплових деформацій циліндра і поршня. У обробленого циліндра перевіряють задані розміри в трьох місцях. Основним є діаметр D2.
Місця виміру (відстані від верхнього або нижнього кінців циліндра) трьох діаметрів вказані на рис. 98.
Так як при сполученні поршня і циліндра і такі точні допуски все-таки занадто великі, циліндри сортують додатково на три групи: А, В і С. Точним діаметрами циліндра повинні відповідати і точні діаметри поршня, для того, щоб забезпечити необхідний робочий зазор при теплових і механічних навантаженнях на працюючому двигуні.
Цей робочий зазор при холодному стані двигуна мотоцикла ЯВА-350/634 складає 0,09-
0,12 мм. Його розраховують головним чином за результатами тривалих стендових випробувань.
На поршні теж визначають три діаметра (Dj, D2 до D3), за якими контролюють його розміри.
Діаметр D2 - основний, його називають сортувальних і вимірюють завжди в площині, перпендикулярній до осі отвору поршневого пальця (рис. 99). Поршні також розбивають на три групи: А, В і С. Діаметри циліндра і поршня наведені в табл. 5.
79
При порівнянні в холодному стані діаметрів циліндра і поршня легко встановити, що зазор між ними, як уже вказувалося, становить 0,09-0,12 мм. Внаслідок теплових навантажень і розширення поршня зазор зменшується на 0,02 або 0,03 мм. Очевидно, що якби циліндр і поршень не ділили на групи, то в холодному стані поршня зазор зменшився б на 0,03 мм, а після нагрівання поршня його не було б взагалі. Зрозуміло, що це призведе до задиру двигуна.
Тому в циліндри групи А завжди встановлюють поршні групи А, в циліндри групи В - поршні групи В, а в циліндри групи С - поршні групи С. На порушених позначення групи завжди вибито на днище поршня. у стрілки, яка показує напрямок вперед, щоб виключити ймовірність зворотного установки поршня. Це призвело б, як побачимо далі, до неприємних наслідків. На циліндрах, природно, теж завдають позначення групи. Воно знаходиться на обробленої поверхні верхнього ребра. Таке сортування поршнів і циліндрів відноситься до двигуна мотоциклів останньої моделі ЯВА-350/634 і .ЯВА-350/362 «Ойлмастер», а також до двигуна мотоцикла ЯВА-350/633 з хребтової рамою, який був випущений невеликою серією (менш 2200шт. ) в 1970-1972 рр.
У всіх інших двигунів раніше випущених мотоциклів класу 350 і, природно, у одноциліндрових двигунів мотоциклів ЯВА-250 циліндри і поршні розбивали на групи по-іншому, що видно з даних про номінальних діаметрах циліндра і поршня (табл. 6). Заміри на порушених виконують також в місцях так званого сортувального діаметра, тобто перпендикулярно до осі отвору для поршневого пальця, вище цієї осі приблизно на 5 мм
(Рис. 100). З наведених у табл. 6 даних видно, що у зазначених двигунів в холодному стані зазор між поршнем і циліндром складає 0,08-0,01 мм, отже, дещо менше, ніж у двигунів мотоциклів мод. 634. Це пояснюється тим, що теплові навантаження і температурні деформації у випущених раніше двигунів менше, так як і їх потужності були нижче.
80
5. задирака поверхні циліндра двигуна
Якщо робочий зазор між поршнем і циліндром - неважливо з якої причини - зменшиться до нуля, то шар мастила розривається, і виникає контакт між металевими поверхнями, що труться. Тертя без мастильного матеріалу при русі поршня в циліндрі викликає подальше підвищення температури поршня і так вже досить високою.
Підвищення температури означає збільшення діаметра поршня, а при цьому ще більш зростають тертя і температура і т.д. в результаті чого поршень заклинює в циліндрі.
Які ж причини цього неприємного порушення роботи двигуна? Їх декілька. Задирака циліндра в двигуні може утворитися в період обкатки. Під обкаткою мотоцикла на увазі початковий період роботи, який для мотоциклів ЯВА визначається пробігом до 2500 км. У процесі обкатки поверхні циліндра, поршня і кілець взаємно прірабативаются за формою, поршневі кільця «прилягають» до циліндра, недосконалість оброблених поверхонь цих деталей зникає. Саме в цей час необхідно дбайливе поводження з мотоциклом, його не слід піддавати повній тепловим навантаженням. До тих пір, поки циліндр і поршень з кільцями взаємно приробиться, циліндр двигуна схильний до задиру.
З цієї причини для періоду обкатки є спеціальні рекомендації, які встановлюють обмеження швидкості руху на окремих передачах. Іншою причиною задирака циліндра двигуна може бути відсутність або недостатня кількість масла в паливі. Це може статися в результаті неуважності або помилки персоналу бензозаправної станції або в разі застосування масла іншого сорту. Не виключена також можливість задирака при дуже високій температурі повітря і при їзді з попутним вітром.
При таких умовах двигун практично не охолоджується. Ступінь задирака циліндра двигуна може бути різною. Багато в чому це залежить від водія, тобто він може вчасно помітити початкові ознаки задирака і, своєчасно запобігти сильний задирака, або, навпаки, здивується - і нічого не зробить.
У більшості випадків в початковій стадії освіти задирака проявляються специфічні ознаки. Це різке падіння потужності двигуна і дзвінкий цокали звук поршня, який за короткий період часу помітно посилюється. Перша реакція водія на ці ознаки повинна бути тільки одна: негайно вимкнути зчеплення і перемістити до упору рукоятку
81
Почнемо з опису демонтажу поршня двигуна мотоцикла мод. 634. Після зняття пружинних стопорних кілець з поршня в отвір для поршневого пальця вставляють допоміжну вставку S88. Потім в неї вставляють палець S87 для випрессовкі (рис. 103), а на поршень надягають випрессовкі S44 так, щоб її шпиндель збігся з пальцем для випрессовкі
(Рис. 104). При установці пальця для випрессовкі стежте за тим, щоб він був спрямований в бік середньої шпильки циліндра. Випрессовкі S44 натискаємо на палець для випрессовкі до тих пір, поки його сходинка не торкнеться злегка поверхні поршня. У цьому положенні допоміжна вставка вже знаходиться в отворі головки шатуна, всередині набору голчастих роликів. Тепер вивернемо назад шпиндель випрессовкі S44, обережно витягнемо палець для випрессовкі, а потім знімемо поршень. Щоб допоміжна вставка з голчастими роликами і наполегливими шайбами не випали, їх фіксують чистої м'якої в'язальної дротом (рис. 105).
Виробничники прагнуть, щоб нерухома посадка поршневого пальця в поршні (з великим натягом) була поступово замінена рухомий, аж до посадки руху.
Пояснюється це прагненням полегшити, спростити демонтаж і установку поршня. При безперервному підвищенні точності виготовлення і класу шорсткості поверхні циліндра і отвори в поршні це стає можливим. Тому при демонтажі або монтажі поршневого пальця мотоциклів ЯВА-350/634 самої останньої серії зустрічаються випадки, коли не потрібно випресування S44, так як палець можна вставити в поршень сильним натиском руки.
Такий випадок-явище, в загальному, нормальне, і воно не повинно нас дивувати.
84
У всіх мотоциклів ЯВА-250, -350 попередніх моделей у верхній голівці шатуна запресована бронзова втулка, в яку вставляється поршневий палець. Оскільки у мотоциклів колишніх моделей поршневі пальці встановлюють в поршні з натягом, то для розбирання необхідна випресування. Випрессовкі надягають на поршень так, щоб її хомут охоплював поршень, а отвір в хомуті збігалося з отвором в поршні. Потім за допомогою допоміжного пальця випрессовивают поршневий палець так. щоб він вийшов із зворотного боку поршня. Палець випрессовивается зовсім або невелика частина його залишається в поршні.
Шпиндель випрессовкі виверніть назад, потім вийміть палець, після цього можна легко зняти поршень.
При установці поршня на шатун дотримуються зворотний порядок роботи. Однак на мотоциклі мод. 634 необхідно перш за все уважно перевірити, чи всі 28 голчастих роликів підшипника верхньої головки шатуна на місці Дуже не просто обробити отвір верхньої головки шатуна, поршневий палець і голчасті підшипники з такою точністю, щоб забезпечити в сполученні цих деталей необхідний зазор (не менше 0,005 і не більше 0,016 мм). Уявіть собі, що допустимі відхилення діаметра отвору в голівці шатуна складають 0,004 мм, діаметра поршневого пальця 0,003 мм, а роликів голчастих підшипників всього 0,002 мм. Тому збірці передує сортування деталей по групах і маркування їх фарбою. Щоб забезпечити заданий зазор, деталі комбінують відповідно до їх розмірами (і кольоровим маркуванням), як зазначено в табл. 7. Ці докладні дані наводяться, скоріше, для того, щоб звернути увагу на точність виготовлення деталей, а не для ремонту. Сполучення шатуна з поршневим пальцем за допомогою роликового підшипника довговічніше. Не слід, однак, вважати що воно не змінено протягом терміну служби мотоцикла, поршень замінюють лише при розточування циліндрів, знімають же його, якщо необхідний ремонт, наприклад після незначного задирака.
Інші причини заміни поршня вказані нижче.
85
Дуже обережно слід надягати поршень на верхню головку шатуна двигуна мод. 634, щоб наполегливі кільця і голки не випали назовні. Переконайтеся, що встановлюється необхідний поршень: поршень для правого циліндра повинен бути позначений на днище буквою Р (правий), для лівого L (лівий). Стрілка повинна бути спрямована вперед. Для запресовування поршневих пальців знову використовують випрессовкі S44, оскільки палець неможливо встановити зусиллям руки.
Перед установкою пальця на мотоциклах попередніх випусків, у яких палець запресований в поршень, доцільно, якщо можна, поршень спочатку нагріти. Це можна виконати в звичайному кухонному духовій шафі. У ньому поршень нагрівають до 80-90 ° С.
Неприпустимо зіткнення поршня безпосередньо з полум'ям або з листом, який нагрівається полум'ям. Найкраще поршень помістити на решітці або на який-небудь підставці. Температуру 80-90 ° С визначають так: крапля води через 1 хв після нанесення на поршень почне випаровуватися. Потім треба взяти лівою рукою чистою ганчіркою поршень так, щоб днище було внизу, і вставити поршневий палець зовні в отвір з будь-якого боку, щоб він увійшов приблизно на 1 мм, але не більше (рис. 106). Потім надіньте поршень на верхню головку шатуна так, щоб вибита на поршні стрілка була направлена вперед. На положення поршня слід звернути особливу увагу. інакше при роботі двигуна зламаються поршневі кільця. Отже, поршень надягають на головку шатуна так, щоб стрілка була спрямована вперед, а допоміжний палець випрессовкі вставляють в отвір для поршневого пальця (з боку, протилежного вставленого поршневому пальцю), щоб допоміжний палець пройшов в отвір в поршні і увійшов в отвір в головцішатуна . Потім на поршень надягають пристосування для випрессовкі пальця і шпиндель загортають до упору в поршневий палець, який вдвигается в поршень. Правильний напрямок поршневого пальця в головцішатуна забезпечує направляючий палець, який виступає з отвору головки шатуна, куди його тільки що вставили. Якщо поршневий палець пройшов через головку шатуна і входить в інший отвір поршня, допоміжний палець можна вже вийняти, а поршневий палець встановити в положення, при якому пружинні стопорні кільця можна вставити в канавки з обох сторін поршня.
86
Рекомендуємо перевірити, чи правильно встановлені стопорні кільця з обох сторін.
Збірку закінчують установкою поршневих кілець, циліндра і інших деталей двигуна.
Попереджаємо, що не слід замінювати дротові стопорні кільця плоскими і навпаки.