Прочитано:9520
Поршень с шатуном. Разборка, дефектовка и сборка
Поршень с шатуном:
1 – гайка шатунного болта
2 – шатунные вкладыши
3 – шатун
4 – поршневой палец
5 – канавка наружнего компрессионного кольца
6 – канавка нижнего компрессионного кольца
7 – канавка маслосъемного кольца
8 – поршень
9 – шатунный болт
10 – крышка шатуна
Для комфорта подбора поршней по цилиндрам цилиндры и поршни в зависимости от диаметра делятся на пять размерных групп: A, B, C, D, E.
В качестве запасных звеньев поставляются поршни номинального размера трех классов: A, C, E и двух ремонтных размеров. Первый ремонтный величина увеличен на 0,4 мм, второй – на 0,8 мм.
По массе поршни делятся на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5 г. На двигателе обязаны ставиться поршни единственной группы.
Для поршней ремонтных размеров поставляются в качестве запасных звеньев кольца ремонтных размеров, увеличенные на 0,4 мм и на 0,8 мм. На кольцах первого ремонтного размера выбита количество “40”, а второго – “80”.
Номинальные размеры цилиндров и поршней
Размерная группа
Макет двигателя Ваз-2108
Макет двигателя Ваз-21083
Диаметр цилиндра, мм
Диаметр поршня, мм
Диаметр цилиндра, мм
Диаметр поршня, мм
A
76,00-76,01
75,965-75,975
82,00-82,01
81,965-81,975
B
76,01-76,02
75,975-75,985
82,01-82,02
81,975-81,985
C
76,02-76,03
75,985-75,995
82,02-82,03
81,985-81,995
D
76,03-76,04
75,995-76,005
82,03-82,04
81,995-82,005
E
76,04-76,05
76,005-76,015
82,04-82,05
82,005-82,015
Для подбора поршней к цилиндрам вычислите промежуток между ними. Промежуток определяется как избыток между замеренными диаметрами поршня и цилиндра. Номинальный промежуток равен 0,025-0,045 мм, предельно допустимый – 0,15 мм. Если промежуток не преувеличивает 0,15 мм, можно выбрать поршни из последующих классов, чтобы промежуток был как можно ближе к номинальному. Если промежуток преувеличивает 0,15 мм, расточите цилиндры под следующий ремонтный величина и поставьте поршни соответствующего ремонтного размера.
Замечание 1
Промежуток между кольцами и канавками поршня, мм
Номинальный:
верхнее компрессионное кольцо
0,04-0,075
нижнее компрессионное кольцо
0,03-0,065
маслосъемное кольцо
0,02-0,055
Предельно допустимый промежуток для всех колец
0,15,
Замечание 2
Промежуток в замках поршневых колец, мм:
Предельно допустимый
1,0
Поршневые пальцы разбиты по диаметру на три класса (1-й, 2-й, 3-й) через 0,004 мм. Разряд пальца маркируется на его торце краской.
Размерные классы поршневых пальцев и поршней
Разряд
Диаметр пальца, мм
Диаметр отверстия в поршне, мм
Маркировка
пальца
поршня
1
21,970-21,974
21,982-21,986
Синий
1
2
21,974-21,978
21,986-21,990
Молодой
2
3
21,978-21,982
21,990-21,994
Красный
3
Поршень на шатун устанавливается так, чтобы стрелка на дно поршня была направлена в противоположную сторону от номера детали, отлитого на шатуне. Если на нижней головке шатуна есть проем для выхода масла, стрелка на поршне обязана быть направлена в сторону этого отверстия.
Порядок Осуществления
1. Рекомендуем снимать поршневые кольца особенным съемником. Если его нет, аккуратно раздвиньте замок кольца и демонтируйте кольцо с поршня. Аналогичным образом демонтируйте остальные кольца. 2. С помощью особой оправки выпрессуйте палец из шатуна. 3. Исследуйте поршни. Если на них есть задиры, последствия прогара, глубокие царапины – подмените поршни.
4. Для определения зазора проверьте диаметр цилиндра (см. подраздел 11.8.. и диаметр поршня, который измеряют микрометром в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня. 5. Проверьте щупом промежуток между кольцами и канавками на поршне в нескольких местах по периметру. Если промежуток преувеличивает предельно допустимый (см. замечание 1), подмените поршни с кольцами. 6. Введите поршневое кольцо в особую оправку и проверьте промежуток в замке. Взамен оправки можно вставить кольцо в цилиндр и продвинуть его поршнем, чтобы кольцо встало без перекосов. Если промежуток преувеличивает предельно допустимый, подмените кольцо (см. замечание 2). Если промежуток меньше 0,25 мм, аккуратно спилите надфилем концы кольца.
7. Измерьте посадку поршневого пальца в поршне. Для этого смажьте поршневой палец моторным маслом и введите его в поршень. Палец обязан зaходить в поршень свободно от нажатия внушительным пальцем руки.
8. Переверните поршень так, чтобы палец встал вертикально, при этом он не обязан выпадать из поршня под влиянием собственного веса. Если палец выпадает из поршня, возьмите палец следующего класса. Если из поршня выпадает палец третьего класса, подмените поршень и палец.
9. Исследуйте шатунные вкладыши. Если на них имеются трещины, задиры, выкрашивание – подмените вкладыши.
10. Исследуйте шатуны с крышками. Подмените погнутые шатуны.
11. Насадите поршневой палец 2 на валик 1 приспособления для установки поршневого пальца с надетым на него дистанционным кольцом 5. Далее оденьте направляющую втулку 3 и зафиксируйте ее винтом 4, не затягивая винт. Размеры дистанционного кольца: внешний диаметр 22 мм, внутренний – 15 мм, толщина – 4 мм.
12. Нагрейте верхнюю головку шатуна до 240 °с в печи в ход 15 минут. Зажмите шатун в тисках, поставьте на него поршень (см. примечание), чтобы отверстия под палец совпали, и введите до ограничения инструмент с пальцем в отверстия поршня и шатуна. Для правильной установки пальца поршень обязан прижиматься бобышкой к верхней головке шатуна в направлении запрессовки.
13. Дальше охлаждения шатуна смажьте поршневой палец через проем в бабышках поршня.
Предостережение
Шатуны обрабатываются вместе с крышками, следовательно их нельзя разукоплектовывать.
Если при монтировании шатунно-поршневой группы монтируются новые детали, подберите поршни к цилиндрам по классу, группе и по массе. Поршневые пальцы и поршни также надо выбрать по классу.
Сборку поршня с шатуном надо причинять как можно быстрее, так как шатун оперативно охлаждается. Дальше охлаждения шатуна изменить позиция пальца cтaнет невозможно.
Обозначение ремонтного размера:
1-й ремонтный – треугольник,
2-й ремонтный – квадрат.
Обозначение группы по массе:
нормальная – “г”,
увеличенная на 5 грамм – “ ”,
уменьшенная на 5 грамм – “-”.
14. Смажьте моторным маслом поршневые кольца и канавки на поршне. Насадите съемником или вручную поршневые кольца сообразно соориентировав их. Измерьте легкость движения колец в канавках.
15. Если на кольце нанесена надпись “верх”, “top” или “ваз”, поставьте кольцо надписью вверх, к днищу поршня. 16. На нижнем копрессионном кольце распологается проточка. Кольцо должно ставиться проточкой вниз. Перед монтажом маслосъемного кольца проверните пружинный расширитель так, чтобы его замок находился с противоположной стороны от замка кольца.
17. Проверните поршневые кольца так, чтобы их замки располагались под углом 120° друг к другу..
18. Введите вкладыш в нижнюю головку шатуна, при этом фиксирующий выступ на вкладыше обязан войти в углубление головки шатуна.
19. Введите вкладыш в крышку шатуна так, чтобы фиксирующий выступ на вкладыше вошел в углубление крышки шатуна.
Схема поршневой группы Ваз 21099:
Для удобства подбора поршней по цилиндрам цилиндры и поршни в зависимости от диаметра делятся на пять размерных групп: A, B, C, D, E.
В качестве запасных частей поставляются поршни номинального размера трех классов: A, C, E и двух ремонтных размеров. Первый ремонтный размер увеличен на 0,4 мм, второй – на 0,8 мм.
По массе поршни делятся на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5 г. На двигателе должны устанавливаться поршни одной группы.
Для поршней ремонтных размеров поставляются в качестве запасных частей кольца ремонтных размеров, увеличенные на 0,4 мм и на 0,8 мм. На кольцах первого ремонтного размера выбита цифра “40”, а второго – “80”.
- Таблица номинальных размеров цилиндров и поршней Ваз 21099
- Разборка и сборка поршневой группы Ваз 21099
- Классы поршневых пальцев и поршней Ваз 21099
- Рабочие характеристики мотора 21083
- Особенности конструкции
- Недостатки и преимущества
- Автомобили линейки ВАЗ, использующие мотор 21083
- Техобслуживание
- Неисправности: причины, устранение
- Методы тюнинга
Таблица номинальных размеров цилиндров и поршней Ваз 21099
Модель двигателя Ваз-2108
Модель двигателя Ваз-21083
Диаметр цилиндра, мм
Диаметр поршня, мм
Диаметр цилиндра, мм
Диаметр поршня, мм
Для подбора поршней к цилиндрам вычислите зазор между ними. Зазор определяется как разность между замеренными диаметрами поршня и цилиндра. Номинальный зазор равен 0,025-0,045 мм, предельно допустимый – 0,15 мм. Если зазор не превышает 0,15 мм, можно подобрать поршни из последующих классов, чтобы зазор был как можно ближе к номинальному. Если зазор превышает 0,15 мм, расточите цилиндры под следующий ремонтный размер и установите поршни соответствующего ремонтного размера.
Разборка и сборка поршневой группы Ваз 21099
Рекомендуем снимать поршневые кольца Ваз 21099 специальным съемником. Если его нет, аккуратно раздвиньте замок кольца и снимите кольцо с поршня. Аналогичным образом снимите остальные кольца
С помощью специальной оправки выпрессуйте палец из шатуна
Осмотрите поршни. Если на них есть задиры, следы прогара, глубокие царапины – замените поршни
Для определения зазора измерьте диаметр цилиндра и диаметр поршня, который измеряют микрометром в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня
Измерьте щупом зазор между кольцами и канавками на поршне в нескольких местах по периметру. Если зазор превышают предельно допустимый, замените поршни с кольцами
ставьте поршневое кольцо в специальную оправку и измерьте зазор в замке. Вместо оправки можно вставить кольцо в цилиндр и продвинуть его поршнем, чтобы кольцо встало без перекосов. Если зазор превышает предельно допустимый, замените кольцо (см. примечание 2). Если зазор меньше 0,25 мм, осторожно спилите надфилем концы кольца
Зазор между кольцами и канавками поршня Ваз 21099, мм
Зазор в замках поршневых колец Ваз 21099, мм:
Поршневые пальцы разбиты по диаметру на три класса (1-й, 2-й, 3-й) через 0,004 мм. Класс пальца маркируется на его торце краской.
Классы поршневых пальцев и поршней Ваз 21099
Диаметр пальца, мм
Диаметр отверстия в поршне, мм
Поршень на шатун устанавливается так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в противоположную сторону от номера детали, отлитого на шатуне. Если на нижней головке шатуна есть отверстие для выхода масла, стрелка на поршне должна быть направлена в сторону этого отверстия. Проверьте посадку поршневого пальца в поршне. Для этого смажьте поршневой палец моторным маслом и вставьте его в поршень. Палец должен входить в поршень свободно от нажатия большим пальцем руки. Переверните поршень так, чтобы палец встал вертикально, при этом он не должен выпадать из поршня под действием собственного веса. Если палец выпадает из поршня, возьмите палец следующего класса. Если из поршня выпадает палец третьего класса, замените поршень и палец
Осмотрите шатунные вкладыши. Если на них имеются трещины, задиры, выкрашивание – замените вкладыши
Осмотрите шатуны с крышками. Замените погнутые шатуны
Наденьте поршневой палец 2 на валик 1 приспособления для установки поршневого пальца с надетым на него дистанционным кольцом 5. Затем оденьте направляющую втулку 3 и закрепите ее винтом 4, не затягивая винт. Размеры дистанционного кольца: наружный диаметр 22 мм, внутренний – 15 мм, толщина – 4 мм
Нагрейте верхнюю головку шатуна до 240 °С в печи в течение 15 минут. Зажмите шатун в тисках, установите на него поршень (см. примечание), чтобы отверстия под палец совпали, и вставьте до упора приспособление с пальцем в отверстия поршня и шатуна. Для правильной установки пальца поршень должен прижиматься бобышкой к верхней головке шатуна в направлении запрессовки
После охлаждения шатуна смажьте поршневой палец через отверстие в бабышках поршня.
Шатуны обрабатываются совместно с крышками, поэтому их нельзя разукоплектовывать.
Если при сборке шатунно-поршневой группы устанавливаются новые детали, подберите поршни к цилиндрам по классу, группе и по массе. Поршневые пальцы и поршни также нужно подобрать по классу
Сборку поршня с шатуном Ваз 21099 нужно производить как можно быстрее, так как шатун быстро охлаждается. После охлаждения шатуна изменить положение пальца будет невозможно.
Обозначение ремонтного размера:
1-й ремонтный – треугольник,
2-й ремонтный – квадрат.
Обозначение группы по массе:
нормальная – “Г”,
увеличенная на 5 грамм – “ ”,
уменьшенная на 5 грамм – “-”.
Смажьте моторным маслом поршневые кольца и канавки на поршне. Наденьте съемником или вручную поршневые кольца соответственно соориентировав их. Проверьте легкость перемещения колец в канавках
Если на кольце нанесена надпись “Верх”, “Top” или “Ваз”, установите кольцо надписью вверх, к днищу поршня. На нижнем копрессионном кольце имеется проточка. Кольцо должно устанавливаться проточкой вниз. Перед установкой маслосъемного кольца поверните пружинный расширитель так, чтобы его замок находился с противоположной стороны от замка кольца. Поверните поршневые кольца так, чтобы их замкирасполагались под углом 120° друг к другу
Вставьте вкладыш в нижнюю головку шатуна, при этом фиксирующий выступ на вкладыше должен войти в паз головки шатуна
Вставьте вкладыш в крышку шатуна так, чтобы фиксирующий выступ на вкладыше вошел в паз крышки шатуна.
Возникновением двигатель 21083 обязан необходимости увеличения мощности серийного ДВС 2108 производителя АвтоВАЗ. Для этого конструкторы увеличили размер цилиндра, но «забыли» спроектировать впускной коллектор для изменившихся режимов.
В результате раскрываются трещины на выпускном коллекторе, заминаются бобышки, продавливается плоскость головки. Разгон до 100 км/ч происходит за 14 секунд, но обороты слишком высокие для получившегося крутящего момента.
Рабочие характеристики мотора 21083
В теории технические характеристики ДВС 2108 должны были удовлетворять режимам передвижения трехдверного хэтчбэка ВАЗ 2108. На практике потребовался тюнинг, чтобы увеличить мощность, а чуть позже – снижение объема до 1,1 л для поставок «Восьмерки» на экспорт в страны со специальными требованиями к характеристикам ДВС.
Причем, модель 2108 проектировали немцы из концерна Порше под 5 ступенчатую МКПП, на большее бюджета завода производителя АвтоВАЗ не хватило, поэтому форсировка ДВС производилась отечественными конструкторами, результатом стал мотор 21083 объемом 1,5 л, а затем 21081 объемом 1,1 л.
Для последнего варианта создали специальный входной коллектор, как для двигателя экспортного исполнения. На модификацию 21083 монтировался впускной коллектор от 2108, что изначально неверно, поскольку не удовлетворяются потребности в качестве топливной смеси для формированного мотора. В мануал занесли те же требования, какое масло лить, и оставили прежними регламенты замены охлаждающих жидкостей.
На выходе характеристики двигателя получились следующими:
класс В – 82,01 – 82,02 мм
класс С – 82,02 – 82,03 мм
класс D – 82,03 – 82,04 мм
класс Е – 82,04 – 82,05 мм
класс В – 81,95 – 81,96 мм
класс С – 85,96 – 81,97 мм
класс D – 81,97 – 81,98 мм
класс Е – 81,98 – 81,99 мм
смешанный цикл 8,6 л/100 км
город – 10 л/100 км
реальный 200000 км
замена 90915-10003, с обратным клапаном
маховик – 62 – 87 Нм
болт сцепления – 55 Нм
крышка подшипника – 70 – 84 Нм (коренной) и 44 – 54 Нм (шатунный)
головка цилиндров – 4 стадии 20 Нм, 71 Нм + 90° + 90°
Из приведенных характеристик видно, какое масло в двигателе рекомендовано изготовителем. Несмотря на недостатки конструкции, мотор 21083 имеет низкий расход бензина и прочих эксплуатационных жидкостей.
Особенности конструкции
Основной особенностью ДВС по аналогии с образцом 2108 стало применение ременной передачи на шкив ГРМ. Кроме того, схема двигателя обладает нюансами:
- распредвал остался внутри ГБЦ, то есть сверху блока;
- использовано бесконтактное зажигание из распределителя, коммутатора и катушки;
- для снижения себестоимость применяются детали от 2108: коленвал, маховик и шатуны, впускной коллектор и блок;
- поршни созданы совместно с Kolbenschmitd и Porsche, вместо олова использовано микропрофильное покрытие, задерживающее смазку на поверхности;
- кольца хромируются для повышения ресурса;
- головка блока цилиндров с увеличенным размером клапанов 37 мм.
Затронула модернизация и помпу охлаждающей системы, но ресурс этого узла повысился незначительно. В результате увеличившиеся объемы камер сгорания добавили всего 6 л. с. мощности, но не были подобраны передаточные числа КПП и улучшена конструкция впускного коллектора. Для узнаваемости ДВС руководство АвтоВАЗ решило окрашивать блоки 21083 в синий цвет.
Недостатки и преимущества
Основное достоинство – двигатель 21083 не гнет клапана при обрыве ремня ГРМ. Кроме того, в двигатель заложены конструкционные решения, обеспечивающие ряд преимуществ:
- отсутствие масляного голодания при запуске – для сохранения масла на поверхности поршней использовано специальное покрытие;
- свободное вращение пальца в бобышках шатуна – капремонт производится реже;
- массивная верхняя головка шатуна – повышается ресурс КШМ, капитальный ремонт дешевле;
- доработка помпы – система охлаждения служит дольше.
Несмотря на то, что цилиндры имеют максимальный диаметр, возможен тюнинг ДВС своими руками другими способами. Минусами являются:
- на вал ДВС невозможно установить шкивы дополнительного навесного оборудования;
- крутящий момент на высоких оборотах низкий;
- высокие тепловые нагрузки опасны продавливанием плоскости головки, смятием бобышек и трещинами выпускного коллектора.
Второй модификации мотора 21081 повезло больше, так как в нем объем, наоборот, был уменьшен, а разработка производилась более тщательно для экспорта за рубеж.
Автомобили линейки ВАЗ, использующие мотор 21083
Применялся двигатель 21083 для комплектации следующих моделей производителя ВАЗ:
- 2108 – трехдверный хэтчбэк;
- 21083 – трехдверный хэтчбэк;
- 2109 – пятидверный хэтчбэк;
- 21093 – пятидверный хэтчбэк;
- 21099 – седан;
- 2113 – трехдверный хэтчбэк;
- 2114 – пятидверный хэтчбэк;
- 2115 – седан.
То есть, вся линейка переднеприводных авто, выпущенных до 2013 года, оснащалась этими ДВС.
Техобслуживание
Классическое устройство ДВС в сочетании с поперечным расположением мотора под капотом переднеприводных авто подчиняется следующему регламенту ТО:
| Объект техобслуживания | Время или пробег (что наступает раньше) |
| Ремень ГРМ | замена через 100 тысяч км |
| Батарея АКБ | 12 месяцев/20 тысяч км |
| Зазор в клапане | 24 месяца/20 тысяч км |
| Вентиляция картера | 24 месяца /20 тысяч км |
| Ремни, приводящие в действие навесное оборудование | 24 месяца /20 тысяч км |
| Топливопровод и крышка бака | 24 месяца /40 тысяч км |
| Масло моторное | 12 месяцев/10 тысяч км |
| Фильтр масляный | 12 месяцев/10 тысяч км |
| Фильтр воздушный | 21 – 24 месяца /40 тысяч км |
| Фильтр топливный | 48 месяцев/40 тысяч км |
| Фитинги и шланги обогрева/охлаждения | 24 месяца /40 тысяч км |
| Жидкость охлаждающая | 24 месяца /40 тысяч км |
| Датчик кислородный | 100 тысяч км |
| Свеча зажигания | 12 – 24 месяца /20 тысяч км |
| Коллектор выпускной | 12 месяцев |
В сопроводительной инструкции содержится описание параметров, производитель настоятельно рекомендует придерживаться порядка обслуживания движков 21083.
Неисправности: причины, устранение
Основными проблемами ДВС этого типа являются:
| Неисправность | Чем вызвана | Способ устранения |
| Расход бензина повысился | засорение топливной системы и навесного оборудования | промывка топливопроводов, насоса, карбюратора |
| ДВС не заводится | сбой системы зажигания, засор или разрегулировка карбюратора | диагностика электроники, регулировки винтов качества и количества |
| Мотор «троит» | пробой прокладок, изменение компрессии | замена расходников, восстановление компрессии |
Конкретно для модификации мотора 21083 характерны прогоревшие клапаны, не справляющиеся с температурными режимами ДВС. Это конструкционная недоработка «лечится» тюнингом существующих агрегатов.
Методы тюнинга
Используется тюнинг нескольких типов:
- «чипование» – установка электронного аналога механического регулятора, мощность повышается на 15% максимум;
- замена воздушного фильтра – используются варианты с пониженным сопротивлением, выпускной коллектор с одинаковой длиной патрубков и 52 мм дроссель.
Производитель не рекомендует турбировать двигатель 21083, так как это заметно влияет на эксплуатационный ресурс в худшую сторону.
Таким образом, модификация 21083 стала не лучшим вариантом ДВС для автомобилей ВАЗ. Однако заметным плюсом является безопасность клапанов при обрыве ремня ГРМ, улучшенный карбюратор Озон и повышение мощности на 6 л. с.
Источник: