Шатунно-поршневая группа ГАЗ-52
Поршни двигателей ГАЗ-51/52 изготовлены из термически
обработанного алюминиевого сплава. Днище поршня плоское,
юбка овальной формы, получаемой при шлифовании поршня по
копиру.
Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной к оси поршневого пальца, т. е. в плоскости действия на поршень боковых сил. Величина овальности 0,29+0,05 мм.
Чтобы юбка поршня пружинила, в ней сделана П-образная прорезь. Овальная форма и П-образная прорезь позволяют подбирать поршни к цилиндрам с минимальным зазором в направлении действия на поршень боковых сил (перпендикулярно оси поршневого пальца) и значительно большим зазором в направлении, в котором боковых сил нет (параллельно оси поршневого пальца).
Это снижает шумность работы поршней непрогретого двигателя, а также исключает возможность задиров поршней во время работы двигателя с полной нагрузкой.
Последнее объясняется тем, что при нагревании поршня ГАЗ-52 вследствие овальной формы юбки и П-образной прорези расширение юбки поршня в различных радиальных направлениях неодинаково: вдоль оси поршневого пальца поршень расширяется больше чем в направлении, перпендикулярном к оси поршневого пальца.
В результате этого юбка поршня после нагревания становится почти цилиндрической, и величина зазора между ней и цилиндром в различных радиальных направлениях выравнивается.
На головке поршня ГАЗ-52 проточено пять кольцевых канавок: верхняя - самая узкая — для уменьшения теплопередачи от днища поршня к верхнему компрессионному кольцу и, таким образом, для снижения температурного режима работы этого кольца; во второй и третьей канавках установлены компрессионные кольца, в двух нижних — маслосъемные кольца.
В канавках для маслосъемных колец просверлены отверстия, через которые масло, снимаемое маслосъемными кольцами с зеркала цилиндров, отводится в полость поршня и оттуда — в картер двигателя.
Засорение или закупорка этих отверстий нагаром или смолистыми отложениями приводит к резкому повышению расхода масла, так как в этом случае большое количество его проникает в пространство над поршнем и сгорает в нем.
В средней части поршня ГАЗ-51,52 имеются две бобышки с отверстиями для поршневого пальца. Внутри бобышек по наружным концам проточены кольцевые канавки (по одной в каждой бобышке), предназначенные для установки в них стопорных колец.
Диаметр отверстия под поршневой палец в бобышках поршня равен 22 мм. Ниже бобышек внутри поршня имеются два прилива для подгонки поршней по весу. Вес поршня стандартного размера 450±2 г.
Для улучшения приработки к цилиндрам поршни после окончательной механической обработки подвергают контактному лужению. Толщина слоя полуды 0,004—0,006 мм.
В двигатель поршни устанавливаются так, чтобы П-образная прорезь на юбке была обращена в сторону, противоположную клапанам.
Поршневые кольца ГАЗ-52
Поршневых колец четыре: два компрессионных и два маслосъемных. Все кольца расположены над поршневым пальцем.
Каждое кольцо изготовляется из индивидуальной чугунной отливки некруглой формы, что обеспечивает мелкозернистую, износостойкую структуру чугуна, а некруглая их форма — неравномерное распределение давления кольца на стенки цилиндров (с постепенным повышением давления к замку). Замок у всех колец прямой.
Малая высота компрессионных колец ГАЗ-51/52 и высокая их упругость, а также неравномерное распределение давления на стенки цилиндров обеспечивают хорошую герметичность колец при работе двигателя на всех оборотах коленчатого вала.
Вследствие того, что верхнее компрессионное кольцо работает в более тяжелых условиях и поэтому изнашивается быстрее, чем остальные кольца, его наружную цилиндрическую поверхность подвергают пористому хромированию, повышающему износостойкость кольца в 3—4 раза.
Общая толщина хромированного слоя равна 0,10—0,15 мм, толщина пористого хрома 0,04—0,06 мм. В результате пористого хромирования верхнего компрессионного кольца износостойкость остальных трех поршневых колец и цилиндров также несколько повышается. Таким образом, срок работы колец до замены их новыми значительно увеличивается.
Наружную цилиндрическую поверхность второго компрессионного кольца и обоих маслосъемных колец для улучшения приработки к цилиндрам подвергают электролитическому лужению. Толщина слоя покрытия 0,005—0,010 мм.
Поршневые кольца ГАЗ-52 должны выполнять одновременно три функции:
- обеспечивать герметичность цилиндра (не пропускать газы из цилиндра в картер двигателя);
- распределять пленку масла по зеркалу цилиндра и не допускать попадания масла в камеры сгорания;
- передавать тепло от головки поршня к стенкам цилиндров.
Выполнять эти функции кольца могут только тогда, когда они по своей окружности плотно прилегают к зеркалу цилиндра и оказывают на него определенное давление.
Потеря кольцами упругости и закупоривание нагаром или смолистыми отложениями щелевидных прорезей в маслосъемных кольцах приводят к резкому повышению расхода масла и к снижению мощности двигателя.
Ухудшение герметичности колец обнаруживается на работающем двигателе по усиленному пропуску газов в картер. Пропуск газов и повышенный расход масла являются признаком износа поршневых колец и основанием для их замены.
Поршневые пальцы ГАЗ-52
Поршневые пальцы ГАЗ-51/52 плавающего типа, пустотелые. Их изготовляют из стали марки 45. Наружную поверхность пальцев подвергают закалке токами высокой частоты на глубину 1 —1,5 мм до твердости HRc = 58-65.
Наружный диаметр поршневого пальца - 22мм, внутренний 14,8 мм, длина 70 ± 0,1 мм.
Поршневой палец, удерживаемый двумя стопорными кольцами только от осевых перемещений, во время работы двигателя имеет возможность свободно проворачиваться в бобышках поршня и в верхней головке шатуна; поэтому поршневой палец изнашивается незначительно и равномерно по
всей длине.
Для предотвращения стука поршневых пальцев ГАЗ-51/52, воспринимающих во время работы большие динамические нагрузки, их подбирают к поршням и шатунам с минимальными необходимыми для обеспечения нормальной смазки зазорами.
При этом учитывают, что зазор между поршнем и пальцем во время работы (т. е. при нагревании) увеличивается вследствие большего коэффициента расширения алюминиевого сплава (из которого сделан поршень) по сравнению со сталью (из которой сделан палец).
Поэтому диаметр отверстий под поршневой палец ГАЗ-52 в поршне делают несколько меньшим, чем диаметр самого пальца. Поэтому при нормальной комнатной температуре палец сидит в поршне не с зазором, а с небольшим натягом, который при нагревании поршня (в рабочем состоянии) исчезает и
вместо него появляется зазор.
Стопорные кольца поршневого пальца до 1955 г. изготовлялись из стальной ленты. Однако в связи с. недостаточной надежностью их работы (поломка вблизи ушков, выталкивание поршневым пальцем из канавок), приводившей к задирам зеркала цилиндров, завод с 1955 г. перешел на изготовление проволочных стопорных колец со слегка отогнутыми в сторону усиками.
Эти кольца имеют более глубокую, а, следовательно, и более надежную посадку в канавках поршня, чем плоские кольца. Устанавливают их в канавки так, чтобы отогнутые усики были обращены наружу. Проволочные и плоские стопорные кольца — не взаимозаменяемы.
Шатуны ГАЗ-52
Шатуны ГАЗ-51/52 — стальные, кованые, двутаврового сечения. Нижние головки шатунов — несимметричны относительно стержня шатуна и верхней головки шатуна (смещены на 3 мм).
Короткое плечо нижней головки шатунов первого, третьего и пятого цилиндров направлено в сторону переднего торца блока, а второго, четвертого и шестого цилиндров - в сторону заднего.
Рис. 6. Шатуны двигателя ГАЗ-52
а — для первого, третьего и пятого цилиндров; б — для второго, четвертого и шестого цилиндров.
Крышка нижней головки прикреплена к шатуну двумя шлифованными болтами с гайками, которые зашплинтованы каждая отдельно.
Плоскость разъема крышки и шатуна проходит по диаметру отверстия под вкладыши (перпендикулярно оси шатуна).
Точное взаимное расположение крышки и шатуна обеспечивается шлифованной цилиндрической частью шатунных болтов, имеющих скользящую посадку в отверстиях крышки и шатуна.
Отверстие под вкладыши в нижней головке шатуна обрабатывают в сборе с крышкой. Поэтому во избежание нарушения достигнутой точности отверстий под вкладыши переставлять крышки с одного шатуна на другой нельзя.
Чтобы исключить возможность неправильной сборки шатунов ГАЗ-51/52 с крышками при ремонте двигателя, на нижней головке каждого шатуна и на его крышке при сборке двигателей на заводе выбивают номер, соответствующий номеру цилиндра.
При сборке надо следить за тем, чтобы указанные номера на крышке и на головке шатуна были одинаковыми и расположены на одной стороне.
Если при ремонте на двигатель устанавливают новый шатун, то соответствующий номер следует ставить на шатуне и крышке до снятия крышки. Это исключит возможность ошибки при последующей сборке шатуна.
При правильном взаимном расположении крышки и шатуна гнезда в них под фиксирующие выступы вкладышей располагаются на одной стороне (у одного и того же стыка). Нижние головки шатунов ГАЗ-52 снабжены тонкостенными взаимозаменяемыми сталебаббитовыми вкладышами.
В верхние головки шатунов запрессованы тонкостенные (толщиной 1 мм) втулки, свернутые из оловянистой бронзы марки ОЦС 4-4-2,5. После запрессовки втулки развертываются до диаметра 22+ мм.
Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна имеется вырез, а во втулке — круглое отверстие, совпадающее с ним.
В месте перехода нижней головки в стержень сделано отверстие диаметром 1,5 мм, через которое один раз за каждый оборот коленчатого вала (когда отверстие совпадает с масляным каналом в коленчатом валу) выбрасывается струя масла, смазывающая стенки цилиндров.
Для обеспечения уравновешенности двигателя окончательно обработанные шатуны, собранные с крышками, подгоняют на заводе по весу. Общий вес шатуна и распределение веса между его головками подгоняют путем частичного срезания бобышки на верхней головке и прилива на крышке нижней головки. Точность подгонки обеих головок ±2 г.
Все шатуны ГАЗ-52 разделяются по весу на следующие четыре группы:
Вес нижней головки (г) / Вес верхней головки (г) / Цвет маркировки
648—652 / 238—242 / Белый
663—667 / 238—242 / Зеленый
663—667 / 223—227 / Черный
648—652 / 223—227 / Желтый
Цветную маркировку весовой группы наносят на поверхности среза прилива крышки нижней головки шатуна.
В один двигатель устанавливают шатуны только одной весовой группы. Разница в весе шатунов одного двигателя не должна превышать 8 г, а разница в весе комплектов, которые состоят из шатунов, собранные с поршнями, пальцами и кольцами, — 14 г. Это необходимо помнить при замене
шатунов в процессе ремонта двигателя.
Рис.7. Поршни и шатуны ГАЗ-52
Поршень и шатун в сборе первого, третьего и пятого цилиндров 52-1004010-А2
Поршень и шатун в сборе второго, четвертого и шестого цилиндров 52-1004011-А2
1 - Поршень в сборе номинального размера ВК52-1004014-А
Поршень в сборе D=82,50 мм ВК52-1004014-ЕР1
Поршень в сборе D=83,00 мм ВК52-1004014-ЛР1
2 - Поршень в сборе D=83,50 мм ВК52-1004014-НР1
Поршень в сборе D=84,00 мм ВК52-1004014-ПР1
3 - Поршень 52-1004015-А2
4 - Палец поршневой 11-6135-А2
5 - Кольцо стопорное 12-1004022-Б
6 - Шатун в сборе первого, третьего и пятого цилиндров 51-1004045-01
Шатун в сборе второго, четвертого и шестого цилиндров 51-1004046-01
7 - Втулка шатуна 12-1004052-А
7 - Втулка шатуна 12-1004052-А
8 - Болт шатуна 13-1004062-Б
9 - Гайка М10х1 292758-П
10 - Гайка стопорная 292759-П
Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной к оси поршневого пальца, т. е. в плоскости действия на поршень боковых сил. Величина овальности 0,29+0,05 мм.
Чтобы юбка поршня пружинила, в ней сделана П-образная прорезь. Овальная форма и П-образная прорезь позволяют подбирать поршни к цилиндрам с минимальным зазором в направлении действия на поршень боковых сил (перпендикулярно оси поршневого пальца) и значительно большим зазором в направлении, в котором боковых сил нет (параллельно оси поршневого пальца).
Это снижает шумность работы поршней непрогретого двигателя, а также исключает возможность задиров поршней во время работы двигателя с полной нагрузкой.
Последнее объясняется тем, что при нагревании поршня ГАЗ-52 вследствие овальной формы юбки и П-образной прорези расширение юбки поршня в различных радиальных направлениях неодинаково: вдоль оси поршневого пальца поршень расширяется больше чем в направлении, перпендикулярном к оси поршневого пальца.
В результате этого юбка поршня после нагревания становится почти цилиндрической, и величина зазора между ней и цилиндром в различных радиальных направлениях выравнивается.
На головке поршня ГАЗ-52 проточено пять кольцевых канавок: верхняя - самая узкая — для уменьшения теплопередачи от днища поршня к верхнему компрессионному кольцу и, таким образом, для снижения температурного режима работы этого кольца; во второй и третьей канавках установлены компрессионные кольца, в двух нижних — маслосъемные кольца.
В канавках для маслосъемных колец просверлены отверстия, через которые масло, снимаемое маслосъемными кольцами с зеркала цилиндров, отводится в полость поршня и оттуда — в картер двигателя.
Засорение или закупорка этих отверстий нагаром или смолистыми отложениями приводит к резкому повышению расхода масла, так как в этом случае большое количество его проникает в пространство над поршнем и сгорает в нем.
В средней части поршня ГАЗ-51,52 имеются две бобышки с отверстиями для поршневого пальца. Внутри бобышек по наружным концам проточены кольцевые канавки (по одной в каждой бобышке), предназначенные для установки в них стопорных колец.
Диаметр отверстия под поршневой палец в бобышках поршня равен 22 мм. Ниже бобышек внутри поршня имеются два прилива для подгонки поршней по весу. Вес поршня стандартного размера 450±2 г.
Для улучшения приработки к цилиндрам поршни после окончательной механической обработки подвергают контактному лужению. Толщина слоя полуды 0,004—0,006 мм.
В двигатель поршни устанавливаются так, чтобы П-образная прорезь на юбке была обращена в сторону, противоположную клапанам.
Поршневые кольца ГАЗ-52
Поршневых колец четыре: два компрессионных и два маслосъемных. Все кольца расположены над поршневым пальцем.
Каждое кольцо изготовляется из индивидуальной чугунной отливки некруглой формы, что обеспечивает мелкозернистую, износостойкую структуру чугуна, а некруглая их форма — неравномерное распределение давления кольца на стенки цилиндров (с постепенным повышением давления к замку). Замок у всех колец прямой.
Малая высота компрессионных колец ГАЗ-51/52 и высокая их упругость, а также неравномерное распределение давления на стенки цилиндров обеспечивают хорошую герметичность колец при работе двигателя на всех оборотах коленчатого вала.
Вследствие того, что верхнее компрессионное кольцо работает в более тяжелых условиях и поэтому изнашивается быстрее, чем остальные кольца, его наружную цилиндрическую поверхность подвергают пористому хромированию, повышающему износостойкость кольца в 3—4 раза.
Общая толщина хромированного слоя равна 0,10—0,15 мм, толщина пористого хрома 0,04—0,06 мм. В результате пористого хромирования верхнего компрессионного кольца износостойкость остальных трех поршневых колец и цилиндров также несколько повышается. Таким образом, срок работы колец до замены их новыми значительно увеличивается.
Наружную цилиндрическую поверхность второго компрессионного кольца и обоих маслосъемных колец для улучшения приработки к цилиндрам подвергают электролитическому лужению. Толщина слоя покрытия 0,005—0,010 мм.
Поршневые кольца ГАЗ-52 должны выполнять одновременно три функции:
- обеспечивать герметичность цилиндра (не пропускать газы из цилиндра в картер двигателя);
- распределять пленку масла по зеркалу цилиндра и не допускать попадания масла в камеры сгорания;
- передавать тепло от головки поршня к стенкам цилиндров.
Выполнять эти функции кольца могут только тогда, когда они по своей окружности плотно прилегают к зеркалу цилиндра и оказывают на него определенное давление.
Потеря кольцами упругости и закупоривание нагаром или смолистыми отложениями щелевидных прорезей в маслосъемных кольцах приводят к резкому повышению расхода масла и к снижению мощности двигателя.
Ухудшение герметичности колец обнаруживается на работающем двигателе по усиленному пропуску газов в картер. Пропуск газов и повышенный расход масла являются признаком износа поршневых колец и основанием для их замены.
Поршневые пальцы ГАЗ-52
Поршневые пальцы ГАЗ-51/52 плавающего типа, пустотелые. Их изготовляют из стали марки 45. Наружную поверхность пальцев подвергают закалке токами высокой частоты на глубину 1 —1,5 мм до твердости HRc = 58-65.
Наружный диаметр поршневого пальца - 22мм, внутренний 14,8 мм, длина 70 ± 0,1 мм.
Поршневой палец, удерживаемый двумя стопорными кольцами только от осевых перемещений, во время работы двигателя имеет возможность свободно проворачиваться в бобышках поршня и в верхней головке шатуна; поэтому поршневой палец изнашивается незначительно и равномерно по
всей длине.
Для предотвращения стука поршневых пальцев ГАЗ-51/52, воспринимающих во время работы большие динамические нагрузки, их подбирают к поршням и шатунам с минимальными необходимыми для обеспечения нормальной смазки зазорами.
При этом учитывают, что зазор между поршнем и пальцем во время работы (т. е. при нагревании) увеличивается вследствие большего коэффициента расширения алюминиевого сплава (из которого сделан поршень) по сравнению со сталью (из которой сделан палец).
Поэтому диаметр отверстий под поршневой палец ГАЗ-52 в поршне делают несколько меньшим, чем диаметр самого пальца. Поэтому при нормальной комнатной температуре палец сидит в поршне не с зазором, а с небольшим натягом, который при нагревании поршня (в рабочем состоянии) исчезает и
вместо него появляется зазор.
Стопорные кольца поршневого пальца до 1955 г. изготовлялись из стальной ленты. Однако в связи с. недостаточной надежностью их работы (поломка вблизи ушков, выталкивание поршневым пальцем из канавок), приводившей к задирам зеркала цилиндров, завод с 1955 г. перешел на изготовление проволочных стопорных колец со слегка отогнутыми в сторону усиками.
Эти кольца имеют более глубокую, а, следовательно, и более надежную посадку в канавках поршня, чем плоские кольца. Устанавливают их в канавки так, чтобы отогнутые усики были обращены наружу. Проволочные и плоские стопорные кольца — не взаимозаменяемы.
Шатуны ГАЗ-52
Шатуны ГАЗ-51/52 — стальные, кованые, двутаврового сечения. Нижние головки шатунов — несимметричны относительно стержня шатуна и верхней головки шатуна (смещены на 3 мм).
Короткое плечо нижней головки шатунов первого, третьего и пятого цилиндров направлено в сторону переднего торца блока, а второго, четвертого и шестого цилиндров - в сторону заднего.
Рис. 6. Шатуны двигателя ГАЗ-52
а — для первого, третьего и пятого цилиндров; б — для второго, четвертого и шестого цилиндров.
Крышка нижней головки прикреплена к шатуну двумя шлифованными болтами с гайками, которые зашплинтованы каждая отдельно.
Плоскость разъема крышки и шатуна проходит по диаметру отверстия под вкладыши (перпендикулярно оси шатуна).
Точное взаимное расположение крышки и шатуна обеспечивается шлифованной цилиндрической частью шатунных болтов, имеющих скользящую посадку в отверстиях крышки и шатуна.
Отверстие под вкладыши в нижней головке шатуна обрабатывают в сборе с крышкой. Поэтому во избежание нарушения достигнутой точности отверстий под вкладыши переставлять крышки с одного шатуна на другой нельзя.
Чтобы исключить возможность неправильной сборки шатунов ГАЗ-51/52 с крышками при ремонте двигателя, на нижней головке каждого шатуна и на его крышке при сборке двигателей на заводе выбивают номер, соответствующий номеру цилиндра.
При сборке надо следить за тем, чтобы указанные номера на крышке и на головке шатуна были одинаковыми и расположены на одной стороне.
Если при ремонте на двигатель устанавливают новый шатун, то соответствующий номер следует ставить на шатуне и крышке до снятия крышки. Это исключит возможность ошибки при последующей сборке шатуна.
При правильном взаимном расположении крышки и шатуна гнезда в них под фиксирующие выступы вкладышей располагаются на одной стороне (у одного и того же стыка). Нижние головки шатунов ГАЗ-52 снабжены тонкостенными взаимозаменяемыми сталебаббитовыми вкладышами.
В верхние головки шатунов запрессованы тонкостенные (толщиной 1 мм) втулки, свернутые из оловянистой бронзы марки ОЦС 4-4-2,5. После запрессовки втулки развертываются до диаметра 22+ мм.
Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна имеется вырез, а во втулке — круглое отверстие, совпадающее с ним.
В месте перехода нижней головки в стержень сделано отверстие диаметром 1,5 мм, через которое один раз за каждый оборот коленчатого вала (когда отверстие совпадает с масляным каналом в коленчатом валу) выбрасывается струя масла, смазывающая стенки цилиндров.
Для обеспечения уравновешенности двигателя окончательно обработанные шатуны, собранные с крышками, подгоняют на заводе по весу. Общий вес шатуна и распределение веса между его головками подгоняют путем частичного срезания бобышки на верхней головке и прилива на крышке нижней головки. Точность подгонки обеих головок ±2 г.
Все шатуны ГАЗ-52 разделяются по весу на следующие четыре группы:
Вес нижней головки (г) / Вес верхней головки (г) / Цвет маркировки
648—652 / 238—242 / Белый
663—667 / 238—242 / Зеленый
663—667 / 223—227 / Черный
648—652 / 223—227 / Желтый
Цветную маркировку весовой группы наносят на поверхности среза прилива крышки нижней головки шатуна.
В один двигатель устанавливают шатуны только одной весовой группы. Разница в весе шатунов одного двигателя не должна превышать 8 г, а разница в весе комплектов, которые состоят из шатунов, собранные с поршнями, пальцами и кольцами, — 14 г. Это необходимо помнить при замене
шатунов в процессе ремонта двигателя.
Рис.7. Поршни и шатуны ГАЗ-52
Поршень и шатун в сборе первого, третьего и пятого цилиндров 52-1004010-А2
Поршень и шатун в сборе второго, четвертого и шестого цилиндров 52-1004011-А2
1 - Поршень в сборе номинального размера ВК52-1004014-А
Поршень в сборе D=82,50 мм ВК52-1004014-ЕР1
Поршень в сборе D=83,00 мм ВК52-1004014-ЛР1
2 - Поршень в сборе D=83,50 мм ВК52-1004014-НР1
Поршень в сборе D=84,00 мм ВК52-1004014-ПР1
3 - Поршень 52-1004015-А2
4 - Палец поршневой 11-6135-А2
5 - Кольцо стопорное 12-1004022-Б
6 - Шатун в сборе первого, третьего и пятого цилиндров 51-1004045-01
Шатун в сборе второго, четвертого и шестого цилиндров 51-1004046-01
7 - Втулка шатуна 12-1004052-А
7 - Втулка шатуна 12-1004052-А
8 - Болт шатуна 13-1004062-Б
9 - Гайка М10х1 292758-П
10 - Гайка стопорная 292759-П
