Ремонт шатунно-поршневой группы дизеля. Дизель Д49.

Поршень дизеля состоит из стальной головки и алюминиевого тронка, скрепленных четырьмя шпильками. Составная конструкция поршня позволяет применять для головки поршня жаропрочную сталь, а для тронка – антифрикционный алюминиевый сплав и этим самым снизить массу поршня. Головка поршня охлаждается маслом. Из верхней головки шатуна масло поступает в плотно прижатый к ней пружиной стакан и далее по отверстиям – в полость охлаждения. Из полости охлаждения масло стекает в картер дизеля. На номинальной мощности температура головки над верхним компрессионным кольцом не превышает 170 °С. Умеренная температура обеспечивает хорошую износостойкость ручьев компрессионных колец. Снижение давления масла ниже номинального (0,4 МПа) приводит к увеличению уровня температурных напряжений во всех точках головки поршня. В зоне первого компрессионного кольца при уменьшении давления масла от 0,4 до 0,2 МПа температурные напряжения возрастают в 1,65 раза, а на поверхностях, охлаждаемых маслом, в 1,5 раза. Рабочая поверхность тронка покрыта слоем дисульфида молибдена (антифрикционное приработочное покрытие типа ВАП-2 или АСП). Наилучшими характеристиками обладает покрытие АСП (антифрикционное смазывающее покрытие). Оно выдерживает температурный диапазон в пределах от –100 до +350 °С, с удельной нагрузкой до 2,5 МПа, при коэффициенте трения 0,03÷0,04. Толщина покрытия составляет 10÷23 мкм и наносится на поверхность распыливанием. По сравнению с ВАП-2 АСП обладает в 3 раза меньшим коэффициентом трения и большей износостойкостью.

Неисправности: трещины.Трещины в днище могут возникать в связи с газовой коррозией, которая образуется в результате выделения кислот из газов при температуре днища ниже точки росы. Точка росы продуктов сгорания вблизи внутренней мертвой точки поршня равна 170 °С. При содержании серы в топливе более 0,3 % может происходить выделение кислот и попадание их на поверхность днища. Другая причина возникновения трещин – температурные деформации поршня, вызванные недостаточным охлаждением головки поршня.

В свою очередь недостаточное охлаждение является следствием отложения нагара в каналах днища (рис. 7.6) и эксплуатации дизеля при давлении масла в системе меньше 0,15 МПа.

Температурные деформации также вызываются сгоранием топлива на днище поршня из-за плохого распыла топлива форсункой. Трещины выявляются визуально, цветной или ультразвуковой дефектоскопией. При наличии трещин, разгарной сетки любого размера и расположения поршень бракуется.

Износ направляющей части (тронка).Износ и задиры появляются в результате нарушения режимов обкатки, нарушения температурного режима и дефекта колец. Выявляются визуально. Износ антифрикционного покрытия при ремонте ТР-3 допускается не более 50 %. При большем размере покрытие следует восстановить.

Рис. 7.6. Отложение нагара в головке поршня

Износ ручьев.Причина износа – взаимодействие поршня с кольцами, а также пригорание и закоксованность колец. Износ ручьев приводит к увеличению расхода масла «на угар». Износ выявляется по зазору между ручьем и новым кольцом, выявляемым при помощи щупа. Для компрессионного кольца с односторонней трапецией зазор не должен превышать 0,2 мм, для остальных – 0,4 мм. Если зазор превышает допуски, поршень бракуется.

Дефекты колец. Кольца осматривают и дефектируют. Они подлежат замене при наличии сколов, задиров на рабочей поверхности, следов прорыва газов из-за неприлегания колец к зеркалу втулки, зазора в замке более нормы, скола хрома. Толщина хрома у компрессионных колец должна быть не менее 0,07 мм. Зазор в замке в свободном состоянии измеряется по хорде штангенциркулем. Зазор в замке в рабочем состоянии измеряется в калиброванной втулке диаметром 260+0,01 мм. Зазоры при ремонте ТР-3 должны быть не более: в компрессионном кольце – 0,9÷1,2 мм, в компрессионном «минутном» – 0,8÷1,1 мм, в маслосъемных – 0,9÷1,2 мм. Если зазоры превышают допустимые, кольцо бракуется.

Кратко отметимдопускаемые дефекты поршней дизеля ПД1при ремонте ТР-3. Определяются путем измерения зазоры: между поршнем и цилиндровой втулкой, поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна и отверстия в бобышке поршня. Если зазоры более допустимых, детали заменяются или ремонтируются. Разработанные ручьи поршня протачиваются под ремонтный размер колец. Допускается устанавливать на дизель поршни, имеющие риски на направляющей части глубиной до 1 мм, общей площадью не более 50 мм².