Тюнинг внедорожников в Красноярске
Тюнинг внедорожников в Красноярске
Автомобиль-легенда УАЗ-452, в народе — "буханка", производится с 1965 года. Его качество и характеристики оценили почти в 100 странах. Рассмотрим подробно двигатель ЗМЗ-451 автомобиля 1969 года выпуска — конструкцию, ремонт и эксплуатацию.
На автомобилях УАЗ-451М и УАЗ-452 и их модификациях установлен четырехцилиндровый, четырехтактный, верхнеклапанный, карбюраторный двигатель модели ЗМЗ-451. Этот двигатель является модификацией двигателя ГАЗ-21 и отличается от него конструкцией крышки коромысел, поддона картера, кронштейнов крепления подушек передней опоры двигателя, термостата, краника слива воды из блока цилиндров и некоторыми нормалями.
Верхнее расположение клапанов, компактная камера сгорания, сравнительно короткий ход поршня и увеличенные поверхности подшипников обеспечивают высокие мощностные и экономические показатели и продолжительный срок службы двигателя.
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
Устройство
Блок цилиндров и выполненная за одно целое с ним верхняя часть картера двигателя отлиты из алюминиевого сплава высокой прочности. Цилиндры выполнены в виде легкосъемных мокрых гильз, отлитых из серого чугуна. Для повышения износостойкости гильза в верхней части снабжена вставкой из кислотоупорного чугуна. Длина вставки 50 мм, толщина ее стенки 2 мм, Гильза фиксируется в блоке двумя устанеточными поясками: одним — вверху гг вторым — в нижней части. Верхний торец гильзы заканчивается фланцем с наружным диаметром 112,5 мм и высотой 5 мм, который входит в проточку в верхней плоскости блока и через прокладку зажимается головкой цилиндров. Высота этого фланца больше глубины проточки в блоке на 0,005—0,055 мм, что обеспечивает надежное уплотнение верхнего торца гильзы. Уплотнение нижней части гильзы обеспечено кольцевой прокладкой из маслоупорной резины. При установке на гильзу прокладка плотно охватывает ее, а после установки гильзы в блок, дополнительно сжимаясь, обеспечивает надежное уплотнение нижней части гильзы. Масляные каналы в блоке цилиндров сверленые. Главный масляный канал проходит по всей длине блока с правой стороны в верхней части картера. Он сообщается пяткю поперечными каналами с подшипниками коленчатого и распределительного валов.
В картерной части блока расположены пять постелей коренных прдшнпииков коленчатого вала и пять опор шеек распределительного вала. Крышки коренных подшипников выполнены из дюралюминия. Крепят их к блоку двумя шпильками диаметром 14 мм, гайки которых попарно стопорят проволокой. Специальные пазы в блоке обеспечивают фиксацию крышек Крышка переднего подшипника дополнительно фиксируется за прессованным в блок штифтом, так как она воспринимает через опорные шайбы осевую нагрузку коленчатого вала. Окончательно крышки коренных подшипников обрабатывают в сборе с блоком, поэтому крышки не взаимозаменяемые. Во избежание путаницы на второй и третьей крышках (которые одинаковы) и на блоке цилиндров около них выбиты цифры 2 и 3. Все постели коренных подшипников имеют диаметр 68,54-0,018 мм. Опоры распределительного вала расположены в верхней картерной части блока цилиндров с левой стороны. В них запрессованы втулки, свернутые из стальной, залитой свинцовистым баббитом ленты. Окончательно втулки растачивают после запрессовки их в блок с допуском на диаметр +0.050 / +0.075 мм.
Головка цилиндров — съемная общая для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. Впускные и выпускные каналы выполнены раздельно для каждого цилиндра и расположены с правой стороны головки. Для всех клапанов применены вставные седла и вставные направляющие втулки. От осевого перемещения втулка удерживается стопорным кольцом, входящим в канавку во втулке. В задней левой части головки просверлены отверстия для подводки смазки из блока цилиндров к оси коромысел. Прокладка головки цилиндров изготовлена из асбестового полотна, пропитанного графитом и армированного металлическим каркасом. Толщина прокладки (в сжатом состоянии) 1,5 мм. Чтобы избежать прилипания прокладки к головке и блоку, ее перед постановкой на место натирают с обеих сторон порошком графита. Прокладка симметрична, поэтому безразлично, какой стороной ее ставить к блоку.
Поршни отлиты из алюминиевого сплава. В процессе механической обработки поршни термообрабатываются. На цилиндрической головке поршня имеются три канавки: две верхних канавки служат для установки в них компрессионных колец, а нижняя — для установки маслосъемиого кольца. В нижней канавке имеются четыре отверстия для отвода в картер масла, снимаемого кольцом со стенок цилиндра.
Юбка поршня овальной формы. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной к плоскости оси поршневого пальца. Величина овальности — 0,362 ±0,01 мм, Кроме того, к\бка в верхней части имеет меньший диаметр, чем внизу, на 0,015—0,038 (0,025 — предпочтительно) мм. Для придания поршню пружинящих свойств и для обеспечения работы поршня на непрогретом двигателе без стука юбка поршня имеет с двух сторон Т-образные прорези.
В средней части поршень имеет две бобышки с отверстиями диаметром 25—о,ог мм для поршневого пальца. Ось этих отверстий смещена на \,5 мм в правую сторону (если смотреть по ходу автомобиля) от средней плоскости поршня. Это сделано для уменьшения возможности появления стука при переходе поршня через в. м. т.
Поршневые кольца (два компрессионных и одно, маслосьемное) изготавливают из серого чугуна по индивидуальным моделям.
Верхнее компрессионное кольцо работает в наиболее тяжелых условиях (высокая температура и недостаточность смазки), поэтому наружную его поверхность, прилегающую к стенке цилиндра, покрывают тонким слоем пористого хрома для повышения износостойкости. Толщина покрытия 0,08—0,13 мм. Такое покрытие увеличивает срок службы кольца в 3—4 раза, вследствие чего увеличивается срок службы остальных колец и зеркала цилиндра.
Наружную цилиндрическую поверхность второго компрессионного и маслосъемного колец для улучшения приработки их к цилиндру лудят. Толщина слоя олова 0,005—0,010 мм.
На внутренних цилиндрических поверхностях обоих компрессионных колец предусмотрены конические фаски, за счет которых кольца после установки их в рабочее положение несколько вывертываются (рис, 10). Это улучшает и ускоряет их приработку к цилиндрам. Кольца необходимо устанавливать на поршень фасками вверх, в сторону днища.
Маслосъемное кольцо имеет прорези для отвода снимаемого с зеркала цилиндра излишнего масла за кольцо, откуда через отверстия в поршне масло отводится в картер двигателя. В средней части наружной поверхности кольца проточена канавка, благодаря которой уменьшается наружная поверхность кольца и соответственно увеличивается удельное давление кольца на зеркало цилиндра, что улучшает маслосъемную способность кольца.
Замок колец прямой. После установки колец в цилиндр монтажный зазор в замке должен быть 0,3—0,5 мм.
Поршневые пальцы плавающего типа, пустотелые, изготовлены [13 углеродистой стали. Наружная поверхность пальцев закалена токами высокой частоты на глубину 1 —1,5 мм. Наружный диаметр поршневого пальца 25 мм, длина 66 мм.
Поршневой палец подбирают к поршню и верхней головке шатуна с минимальными зазорами, допустимыми по условиям смазки. С этой целью пальцы сортируют по наружному диаметру на 4 группы через 0,0025 мм и маркируют краской (белой, зеленой, желтой, красной).
Шатуны двутаврового сечения, стальные, кованые. В верхние головки шатунов запрессовывают тонкостенные втулки, изготовленные из оловянистой бронзы.
Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна имеется вырез, а во втулке — круглое отверстие, совпадающее с вырезом в шатуне.
Крышку нижней головки шатуна крепят к шатуну двумя шлифованными болтами, плотно входящими в отверстия шатуна и крышки. В месте перехода нижней головки шатуна в стержень предусмотрено отверстие диаметром 1,5 мм. Через эти отверстия при совпадении их с масляными каналами в шейках коленчатого вала разбрызгивается масло для смазки стенок цилиндров и кулачков распределительного вала. Для получения точного размера под вкладыши, крышку с шатуном обрабатывают в сборе. Поэтому крышки не взаимозаменяемые, вследствие чего на шатуне и на крышке выбиты порядковые номера цилиндров.
Шатуны в сборе по диаметру под поршневой палец сортируют на четыре группы (подобно пальцам) через 0,0025 мм. Номинальный диаметр отверстия под поршневой палец равен 25 мм +0,007 / -0,003.
Коленчатый вал — пятпопорный, отлит из магниевого чугуна.
Для уменьшения инерционных нагрузок на коренные подшипники крайние и две средние щеки снабжены противовесами. Поверхности коренных и шатунных шеек закалены на глубину 2—4 мм.
Шейки коленчатого вала имеют следующие размеры, мм:
Шатунные шейки:
Коренные шейки:
Коренные и шатунные шейки отлиты полыми. Полости в шатунных шейках герметически закрыты резьбовыми пробками. Масло от коренных шеек в полости шатунных подводится через запрессованные в коренные шейки трубки. В полостях шатунных шеек отлагаются отбрасываемые центробежными силами к наружной поверхности тяжелые частицы и продукты износа, содержащиеся в масле. К коренным шейкам масло поступает из продольного масляного капала через сверления в перегородках блока цилиндров.
Передний конец коленчатого вала уплотнен самоподжимным резиновым сальником 1 (рис. 11), запрессованным в крышку распределительных шестерен и работающим по наружной поверхности ступицы 2 шкива коленчатого вала. Задний конец уплотнен сальником, состоящим из двух полуколец, изготовленных из пропитанного графитом асбестового шнура, закладываемых в обоймы и работающих непосредственно но полированной шейке коленчатого вала.
Осевые усилия коленчатого вала воспринимаются передним коренным подшипником через две упорные шайбы 4 и 5, изготовленные из стальной, залитой баббитом ленты.
Маховик коленчатого вала отлит из серого чугуна. Для пуска двигателя стартером на маховик напрессован стальной зубчатый обод.
Зубья обода закалены токами высокой частоты. Крепят маховик к фланцу коленчатого вала четырьмя термически обработанными и шлифованными болтами, плотно входящими в отверстия во фланце и маховике.
Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала снабжены тонкостенными взаимозаменяемыми вкладышами, изготовленными из малоуглеродистой стальной ленты, залитой баббитом.
Общая толщина стенки вкладыша коренных подшипников 2,25 +0,013 / -0,025 и шатунных 1,75 +0.013 / -0,020 мм.
Техническое обслуживание
Перед началом эксплуатации нового автомобиля или после установки новой прокладки головки цилиндров и затем после 1000 км пробега необходимо подтягивать гайки головки цилиндров в последовательности, указанной на рис. 12. Во избежание коробления головки цилиндров и для обеспечения надежного уплотнения гайки затягивать необходимо только на холодном двигателе и в два приема: сначала предварительно с меньшим усилием, а затем окончательно. Момент затяжки гаек 7,3—7,8 кГм.
Удаление нагара с головки цилиндров, днищ поршней и головок и стержней в пускных клапанов. Признаками появления отложений нагара служат перегревы и детонация двигателя, а также падение мощности и увеличение расхода топлива. При появлении таких признаков необходимо снять головку цилиндров и удалить нагар с поверхности камер сгорания, с днищ поршней, с головок и стержней впускных клапанов при помощи металлических скребков и щеток. При этом нельзя допускать попадания нагара в зазор между головками поршней и цилиндрами, так как это может привести к появлению царапин и задиров на зеркале цилиндров, юбках поршней и поршневых кольцах и как следствие, к преждевременному износу двигателя.
Если двигатель работал на этилированном бензине, то нагар перед удалением смочить керосином, чтобы исключить во время очистки возможность попадания в легкие свинца вместе с пылью.
Нагарообразованию способствуют применение нерекомендованных масел и топлив, продолжительное время работы двигателя на малых нагрузках и пониженном тепловом режиме, а также частые остановки и пуски двигателя. Продолжительная же езда на больших скоростях способствует выгоранию нагара и очищению камер сгорания. Значительно быстрей образуется нагар на изношенных двигателях.
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ
Устройство
Впускные и выпускные клапаны расположены в головке цилиндров вертикально в ряд. Привод клапанов осуществляется от распределительного вала через толкатели, штанги толкателей и коромысла
Впускные и выпускные клапаны расположены в головкецилиндров вертикально в ряд. Привод клапанов осуществляетсяот распределительного вала через толкатели, штанги толкате-лей и коромысла.
Распределительный вал. Распределительный вал стальной, кованый, имеет пять опорных шеек, кулачки привода клапанов, шестерню привода масляного насоса и эксцентрик привода топливного насоса. Шейки опираются на запрессованные в блок втулки, свернутые из залитой свинцовистым баббитом малоуглеродистой стальной лепты. Для удобства обработки и сборки втулки и шейки выполнены разного диаметра: первая шейка имеет диаметр 52 мм, вторая — 51 мм, третья — 50 мм, четвертая — 49 мм и пятая — 48 мм.
Профили впускного и выпускного кулачков одинаковые.Кулачки по ширине шлифованы на конус. Конусность 7/30"— 12'30". Ввиду того что рабочая поверхность толкателя сферическая, а кулачки по ширине конусные, точка касания кулачка с толкателем несколько смещена относительно оси вращения толкателя. Это смещение обеспечивает вращение толкателей во время работы, чем достигается их равномерный износ.
Осевое перемещение распределительного вала ограничивается стальным упорным фланцем 2 (рис. 14), находящимся между торцом шейки распределительного вала и ступицей шестерни.
Рабочий зазор 0,1—0,2 мм между ступицей шестерни и упорным фланцем 2 обеспечивается тем, что распорное кольцо 3, зажатое между шестерней / и шейкой распределительного вала 4, толще упорного фланца 2.
Правильность фаз распределения обеспечивается установкой шестерен по меткам (рис. 15). Метка «О» на шестерне коленчатого вала должна быть против риски у впадины зуба па текстолитовой шестерне.
Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала парой шестерен с косыми зубьями. На коленчатый вал посажена стальная шестерня, а на распределительный вал — текстолитовая, что значительно снижает шумность их работы. Обе шестерни имеют по два резьбовых отверстия для съемника.
Толкатели поршневого типа, стальные, с наружным диаметром 25 мм. Торец толкателя, соприкасающийся с кулачком, наплавлен отбеленным чугуном и обработан по сфере радиусом 750 мм.
Штанги толкателей выполнены из дюралюминиевого прутка и имеют напрессованные па оба конца стальные наконечники. сферические поверхности которых термически обработаны Нижний наконечник, опирающийся на толкатель, имеет сферу радиусом 8,73 мм, а верхний наконечник, входящий в углубление регулировочного винта коромысла, — радиусом 3,5 мм, Длина штанги равна 287 мм.
Коромысла клапанов стальные, кованые, одинаковые для всех клапанов. Качаются коромысла на полой оси, закрепленной на головке цилиндров на четырех стойках. Длинное плечо коромысла (длиной 38,5 мм) заканчивается термически обработанной цилиндрической поверхностью, опирающейся на торец стержня клапана. Короткое плечо (длиной 25,5 мм) заканчивается резьбовым отверстием, в которое ввертывают регулировочный винт. В теле короткого плеча просверлено отверстие для подвода смазки от оси коромысел через регулировочный винт к сфере верхнего наконечника штанги толкателя.
Клапаны — верхние, расположены в головке цилиндров. Впускные клапаны изготовлены из хромистой стали, а выпускные — из жаропрочной стали. Диаметр стержня клапанов 9 мм. Тарелка впускного клапана тюльпанообразная, диаметром 44 мм, а выпускного клапана — плоская, диаметром 36 мм. Угол седла обоих клапанов 45°. Торцы стержней клапанов, на которые опираются коромысла, закалены на длине 3—5 мм до высокой твердости. Высота подъема клапанов 9,1 мм.
При расчетном зазоре между коромыслом и клапаном, равном 0,35 мм, впускной клапан открывается за 24° до в. м. т. и закрывается через 64° после н. м. т., а выпускной клапан открывается за 58° до н. м. т. и закрывается через 30° после в. м. т. Рабочий зазор между клапаном и коромыслом установлен для впускных и выпускных клапанов 0,25—0,30 мм на холодном двигателе.
Пружины клапанов изготовлены из термически обработанной пружинной проволоки. Шаг витков пружин постоянный. Для увеличения усталостной прочности пружины подвергают дробеструйной обработке. Опираются пружины на головку цилиндров через опорную шайбу, которая удерживает втулки клапанов от перемещения вверх.
Втулки клапанов металлокерамические, изготовлены прессованием с последующим спеканием смеси из железного» медного и графитового порошков. Такие втулки имеют высокие антифрикционные качества.
Техническое обслуживание
Зазоры между клапанами и коромыслами проверяют и регулируют на холодном двигателе периодически после пробега 12—15 тыс. км и при появлении признаков нарушения зазоров (стук клапанов, уменьшение мощности двигателя, вспышки в карбюраторе, «выстрелы» в глушителе).
Для регулировки зазоров необходимо:
