Файл: Технология ремонта цилиндропоршневой группы автомобиля с разработкой приспособления для выпрессовки поршневых пальцев.rtf
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 1210
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской ФедерацииГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования"Пермский государственный технический университет"Лысьвенский филиалФакультет среднего профессионального образованияДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТна 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 ПоловниковКонсультант по экономической части: Н.В. ГужавинаКонсультант по БЖД Г.М. ВойткоКонсультант по охране труда В.В. ХмелярЛысьва 2011РЕФЕРАТДипломная 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.СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ1.1 Общее устройство цилиндропоршневой группы двигателя1.2 Анализ возможных неисправностей цилиндропоршневой группы 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 образцами2.3 Теория расчетов на прочность2.4 Расчет приспособления на прочность3. 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 БЕЗОПАСНОСТЬЗАКЛЮЧЕНИЕСписок использованных источниковПРИЛОЖЕНИЕ А - Планировка поста по ремонту двигателейПРИЛОЖЕНИЕ Б - Схема работы приспособленияПРИЛОЖЕНИЕ В - Чертеж приспособления для выпрессовки поршневых пальцевПРИЛОЖЕНИЕ Г - Операционная технологическая картацилиндропоршневой двигатель палец ремонтВВЕДЕНИЕЦилиндропоршневая 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 двигателяВ 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 гильзауплотняется 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.
1.3 Диагностика неисправностей цилиндропоршневой группы двигателя
.3.1 Диагностика двигателя по состоянию выхлопа
1.3.2 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 образцами2.3 Теория расчетов на прочность2.4 Расчет приспособления на прочность3. 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 БЕЗОПАСНОСТЬЗАКЛЮЧЕНИЕСписок использованных источниковПРИЛОЖЕНИЕ А - Планировка поста по ремонту двигателейПРИЛОЖЕНИЕ Б - Схема работы приспособленияПРИЛОЖЕНИЕ В - Чертеж приспособления для выпрессовки поршневых пальцевПРИЛОЖЕНИЕ Г - Операционная технологическая картацилиндропоршневой двигатель палец ремонтВВЕДЕНИЕЦилиндропоршневая 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 двигателяВ 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 гильзауплотняется 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.