Что такое шпг в автомобиле

ШПГ? Простите что?

В общем…Пробегала у меня мысль…про этот одноразовый мир…ДВС прошел отметку 60 тыс…Было ТО ГРМ…и вот…

Неделю прислушивался, эксперементировал… Консультировался с мастером.

В общем картина такая:
На холодном ДВС, буквально 0,5-1 секунду слышен звук похожий на стук. Очень похожий на гидрик убитый…только их у меня нет. Клопы отрегулированы…

При мало мальском прогреве при любых нагрузках, при любых условиях, строго в диапазоне 3150-3300 оборотов появляется звук похожий на…Сухой ролик в руках крутили? Знаете какой он звук издаёт уходя в резонанс при вращении быстром? Вот типа такого «трюююю» в такт поршня или клапана слышу я.

Под подозрение падает всю…и Ролики и помпа…и ШПГ. И найти эту скотину можно только путем дефектовки. Но — если помпа, то её не услышать покрутив в руках…ДА и звук в такт поршня/клапана? Сфига ли…

Мастер послушав и прокатившись со мной предположил — что это поршень. Поршень в моменте перекладки. В остальных режимах (выше/ниже «стучащих» оборотов) он затихает. И эту фигню на коротких поршнях можно похоронить только капиталкой…а с таким звуком можно ездить ещё дофига времени.

Далее прочел заметки вот такие

И знаете… цитирую часть:

Большой зазор между юбкой поршня и стенкой цилиндра, часто вдруг появляется после ремонта мотора. Для мотора не смертелен но неприятен.

Проявляется так. Как только мотор заведётся слышно несколько минут стуки, (стуки глухие металлические, чем то напоминающие работу холодного дизеля при этом их легко спутать со звоном не отрегулированных клапанов.) после чего стуки в связи с прогревом значительно убывают. Если плавно подымать обороты мотора до 3000 стук в каком-то диапазоне становится хорошо слышен. При отключение стучащего цилиндра стук немного уменьшается. Если прослушивать стетоскопом или через палку, железный прут то звук слышится в верхней части блока и в нижней.

Дело в том, что при зазоре поршень стенка цилиндра более 0,08мм на современных поршнях. Где высота поршня меньше его диаметра а соответственно и юбка которая служит опорой поршню очень короткая. То поршня начнут уже стучать об стенку цилиндра. Что поделать короткая юбка это плата за высоко оборотистость а значить и мощность мотора. Чем меньше веса тем больше мотор может дать обороты, поршень быстрее прогревается и не в последнюю очередь влияет на показатели ЕВРО.

А вот на старых моторах где высота поршня такая же и более, как диаметр. Стучать поршень об цилиндр юбкой будет уже только при зазоре под 0,15мм. А вот на старых низко оборотистых моторах, где высота юбки от центра отверстия пальца равняется почти диаметру. Поршня застучат уже только у полностью убитого мотора.

Блин, уж ооочень похоже на мою картину…осталось только цилиндр отключить ради теста…

В общем наблюдаем, плюёмся если если это будет ШПГ облегченная…ну и что…добиваю её…а чего остаётся делать?

PS — ролики тоже проверю и буду прислушиваться…к прогрессированию.

Источник

Сообщества ВАЗ Ремонт и Доработка Блог Облегченная ШПГ из стандартных деталей 1600 куб. в низком блоке, ПП или поршни АВТРАМАТ

Какие бывают поршневые кольца

Многим водителям знакомы принципы работы двигателя внутреннего сгорания. В нем много комплектующих, определяющих нормальное функционирование всех систем агрегата. Например, такие, казалось бы, незначительные детали, как поршневые кольца, выполняют достаточно важную функцию в работе мотора.

Если эти детали износились, это сразу отражается на производительности мотора, резко возрастает потребление топлива и моторного масла. Но для того, чтобы поставить новые кольца самостоятельно, нужно разобраться в их видах и особенностях. Если по незнанию поставить на поршень комплект не того диаметра или установить детали в неправильном порядке, это может быть чревато необходимостью капитального ремонта двигателя.

В данной статье мы рассмотрим, какие бывают их виды, что такое «тепловой зазор поршневых колец», как сделать оправку для их установки своими руками и некоторые другие моменты.

Основные параметры двигателя

С работой поршневого двигателя внутреннего сгорания связаны следующие параметры.

Особенности шатунно-поршневой группы Ваз 2114, Ваз 2115, Ваз 2113

Особенности шатунно-поршневой группы.

Основные размеры шатуна

Размеры поршневых колец

Основные размеры поршня

На рисунках обозначены размеры шатунно-поршневой группы ваз 2113, ваз 2114, ваз 2115

Поршень вылит из алюминиевого сплава, Поршни делятся на 5 классов: А, В, С, D, Е, шаг которых составляет 0,01 миллиметра.,

Окружность поршня следует измерять в зеркальной плоскости поршневому пальцу, на расстоянии 55 миллиметров от днища.

Маркировка поршня: 1 – стрелка для обозначения поршня в цилиндре; 2 – размер ремкомплекта; 3 – класс поршня; 4 – класс отверстия для поршневого пальца

Под поршневой палец лада самара 2 классификация поршней делится на 3 группы (1, 2, 3), шаг которых составляет 0,004 миллиметра. Группа поршня обозначется на днище.

По массе поршни делят на 3 группы: уменьшенная “Г”, нормальная “+”, увеличенная “-“. Масса поршня обозначается на днище. В блоке цилиндров все поршни должны быть установлены одной массы.

Ремкомплекты поршней производятся с увеличенным диаметром: на 0,4 миллиметра обозначается в виде треугольника, на 0,8 миллиметра соответствует маркировка в виде квадрата.

Обозначение в виде стрелки указывает на расположение поршня в блоке цилиндров относительно распредвала, стрелка обязательно должна быть направлена в сторону распредвала.

Поршневой палец полый, вылет из стального сплава, поршневой палец фиксируется при помощи стопорных колец. По диаметру поршневые пальцы ваз 2113 квалифицируются на 3 класса, шаг которых составляет 0,04 миллиметра. Метка синего цвета обозначает 1-й класс, метка зеленного цвета обозначает 2-й класс, метка красного цвета обозначает 3-й класс.

Поршневые кольца вылиты и чугунного сплава. Верхнее кольцо – характеризуется хромированным покрытием поверхности, среднее кольцо характеризуется скребковым типом, на нижнем кольце можно разглядеть хромированные кромки с пружиной.

Ремкомплект поршневых колец характеризуется маркировками “40” и “80”

Маркировка шатуна: 1 – класс шатуна по массе и по отверстию в верхней головке; 2 – номер цилиндра

Шатун изготовлен из стального сплава, кованого типа. На шатунах наносится порядковый номер цилиндра ваз 2115, в который они должны быть установлены.

Шатуны делят на 3 группы, шаг которых составляет 0,004 миллиметра. Номер группы шатуна выбит на его крышке.

Шатуны делят на группы, в зависимости от массы, при сборке шатунно-поршневой группы шатуны ваз 2114 должны быть установлены одной массы.

Места, где допускается удалять металл, при подгонке массы головок шатуна.

При подгонке массы металл можно удалять до размеров 32 и 33 миллиметра.

Системы и устройство двигателя Ваз 2113, Ваз 2114, Ваз 2115

Эксплуатация систем двигателя автомобиля лада 2115. Устранение неисправностей в системах лада 2114: выхлопа, охлаждения, питания, смазки. Рекомендации по ремонту: головки цилиндров лада 2113, поршневой группы, блока цилиндров.

Применяемость комплектов ЦПГ 1004006

Комплекты предназначены для установки на 6-, 8- и 12-цилиндровые V-образные двигатели ЯМЗ семейства 130х140 в наддувном и безнаддувном исполнении, с блоками цилиндров старого и нового образца.

Старые блоки цилиндров выпущены до 10.08.2008 г. (до внесенных изменений). Новые блоки цилиндров с внесенными изменениями выпущены после 10.08.2008 г.

Состав основных серийных комплектов ЦПГ для двигателей ЯМЗ V6, V8, V12

Применяемость ЦПГ ЯМЗ

Двигатели ЯМЗ V6, V8 без наддува 236М2,
236Г, 236Д, 236ДК, 238М2, 238АМ2,
238ВМ, 238ГМ2, 238ИМ2, 238КМ2, 238АК

236-1004005-Б2
236-1004005-Б3236-1004006-Б2
236-1004006-Б3
236-1004008-В

Двигатели ЯМЗ V6, V8 с наддувом, Евро-1
236Н, 236НЕ, 236НК, 236НБ, 236НД,
236Б, 236БИ, 236БИ2, 238Б, 238БВ,
238БК, 238БВ, 238БЛ, 238БН, 238БЕ,
238Д, 238ДИ, 238ДК, 238НД3, 238НД4,
238НД5, 238НД6, 238НД7, 238НД8, 238ДЕ

238Б-1004005
238НБ-1004005-А4238Б-1004006
238НБ-1004006-А4
238Б-1004008
238НБ-1004008

238Б-1004005-Б
238Б-1004005-Б2
7511.1004005-60
7511.1004005-61238Б-1004006-Б
238Б-1004006-Б2
7511.1004006-60
7511.1004006-61
238Б-1004008-Б
7511.1004008-60

Двигатели ЯМЗ V12 без наддува 240М2,
240БМ2

Двигатели ЯМЗ V12 с наддувом 240НМ2,
240ПМ2

240Н-1004005-А
240Н-1004005-А2240Н-1004006-А
240Н-1004006-А2
240П-1004008-Б
240П-1004008-В

Двигатели ЯМЗ V6, V8 с наддувом,
Евро-2, индивидуальной головкой цилиндров
7601.10, 7511.10, 7512.10, 7513.10

Двигатели ЯМЗ V6, V8 с наддувом Евро-2,
с общей головкой цилиндров 236НЕ2,
236БЕ2, 236НД2, 7601.10, 238БЕ2,
238ДЕ2, 7511.10, 7512.10, 7513.10

7511.1004005-50
7511.1004005-517511.1004006-50
7511.1004006-51
7511.1004008-50

Двигатели ЯМЗ с наддувом V6,
V8, Евро-3, индивидуальной
головкой цилиндров 656.10, 658.10

Двигатели ЯМЗ V6, V8 с наддувом, Евро-3,-4,-5,
общей головкой цилиндров 6561.10, 6562.10,
6563.10, 65651, 65652, 65653, 65654, 6566,
65661, 6567, 65672, 65674, 65675, 658.10,
6581.10, 6582.10, 6583.10, 6585, 65851, 65852,
65853, 6586, 65861, 65862, 6587

Блок цилиндров и поршневая ВАЗ-21073-40

Диаметр цилиндров двигателя следующий:

Так же, как и у других двигателей ВАЗ блоки цилиндров при ремонте необходимо растачивать и хонинговать под ремонтные поршни (увеличенные на 0,4 и 0,8 мм) с учетом обеспечения расчетного зазора между поршнем и цилиндром 0,025–0,045 мм. При промере цилиндров для установки индикатора на ноль используется калибр 67.8125.9502.

Шатунно-поршневая группа

Диаметр поршней различных классов, замеренный в плоскости, перпендикулярной оси пальца на расстоянии 55 мм от днища поршня, мм:

класс А …… 81,965–81,975

класс В …… 81,975–81,985

класс С …… 81,985–81,995

класс D …… 81,995–82,005

класс Е …… 82,005–82,015

Рис. 1. Маркировка поршня и шатуна: 1 — стрелка для ориентирования поршня в цилиндре; 2 — ремонтный размер; 3 — класс поршня; 4 — класс отверстия для поршневого пальца; 5 — класс шатуна по отверстию для поршневого пальца; 6 — номер цилиндра

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни сортируются на три класса через 0,004 мм, как и на других двигателях ВАЗ.

Рис. 2. Места, на которых допускается удалять металл при подгонке массы верхней и нижней головок шатуна

По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы (табл. 1), маркируемые краской на стержне шатуна. На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе. Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек на головках до минимальных размеров 16,5 и 35,5 мм (рис.2). Классы шатунов по массе верхней и нижней головок

Источник

Оценка влияния R/S на работу мотора

Рассмотрим движение поршня внутри цилиндра. Заметим, что он совершает поступательное движение (точнее, возвратно-поступательное), поэтому кинематика поршня целиком описывается движением его любой, наперёд выбранной точки. Движение же коленвала является чисто вращательным, и его положение описывается углом поворота. При этом у шатуна имеется более сложный характер плоско-параллельного движения, что проще всего описать вращением относительно движущегося центра тяжести (ЦТ).

I.1. Движение поршня

Для начала изобразим некоторое (промежуточное) положение поршня между верхней мёртвой точкой (ВМТ) и нижней мёртвой точкой (НМТ):

Введём следующие обозначения:
R — длина шатуна;
S — ход поршня (размах колевала);
s = S/2 — половина хода поршня (длина «колена»);
r = R/s = 2R/S — удвоенное отношение R/S;
α — угол поворота коленвала, отсчитываемый от вертикали (α = 0° — поршень в ВМТ, α = 180° — поршень в НМТ);
ω = α̇ = const — угловая скорость коленвала (частота вращения);
φ — угол наклона шатуна.

Положение поршня характеризуется перемещением y, пройденным его точкой A от ВМТ (y_A = 0 — поршень в ВМТ, y_A = S — поршень в НМТ), которое меняется с изменение угла α поворота коленвала. Найдём связь между положением поршня и углом поворота коленвала.

Сначала заметим, что горизонтальные проекции шатуна и «колена» равны (см. рис. 1):

Теперь напишем связь вертикальных проекций (см. рис. 1):

Осталось подставить (1) в (2) и выразить y_A через α, принимая во внимание основное тригонометрическое тождество:

Если в правой части (3) вынести s за скобки, то получится

Для нахождения скорости v движения поршня достаточно продифференцировать (4) по времени:

В свою очередь, чтобы найти ускорение w поршня нужно продифференцировать по времени скорость (5) (рассматриваем случай постоянных оборотов двигателя, т.е. ω̇ ≡ 0):

Ещё одним важным параметром, характеризующим вибрационную нагруженность двигателя, является биение (рывок), которое обозначается a и представляет собой скорость изменения ускорения:

Если внимательно посмотреть на выражения (4), (5), (6) и (7), то можно заметить, что:
1) перемещение y, скорость v, ускорение w и биение a поршня линейно зависят от длины s «колена»;
2) скорость v пропорциональна частоте вращения коленвала ω в первой степени;
3) ускорение w пропорционально частоте вращения коленвала ω во второй степени;
4) биение a пропорционально частоте вращения коленвала ω в третьей степени.

На следующем рисунке показаны графики удельного ускорения w/(s∙ω²) и удельного биения a/(s∙ω³) поршня (по сути это графики выражений, стоящих в фигурных скобках) для моторов с R/S = 1.763 (сплошные линии, это двигатели ВАЗ 21126/21127/21129) и R/S = 1.524 (пунктирные линии, это двигатель ВАЗ 21179):

Как видно, с падением R/S растут и ускорение, и биение поршня: разница удельных ускорений при положении поршня в ВМТ (α = 0°) составляет почти 3.5%.
Интересен тот факт, что у моторов 21126/21127/21129, обладающих более высоким R/S по сравнению с мотором 21179, при угле поворота коленвала от 150 до 210° биение практически равно нулю, а ускорение, соответственно, постоянно. При переходе от удельных величин к абсолютным ситуация с двигателем 21179 усугубляется тем, что он имеет «колено» на 11% больше, чем у двигателей 21126/21127/21129, т.е. графики, показанные на рис. 2, в абсолютных величинах будут различаться ещё больше.

I.2. Движение шатуна

I.2.1 Движение центра тяжести шатуна
В самом начале было отмечено, что кинематику шатуна удобно описывать перемещением его ЦТ C с одновременным вращением вокруг ЦТ. Положение точки C целиком определяется положением точек A и B (см. рис. 1). Положение y_A(α) точки A уже найдено выше, осталось найти положения x_B(α) и y_B(α) точки B:

Координаты точки C описываются уравнениями (см. рис. 1)

После подстановки (4) и (8) в (9), учитывая x_A ≡ 0, получаем

Компоненты скорости точки C находятся дифференцированием (10):

Теперь дифференцированием (11) находим ускорение ЦТ шатуна:

Если внимательно посмотреть на выражения (12), то можно заметить, что:
1) боковое ускорение ЦТ шатуна Wx_C не зависит от R/S;
2) все компоненты ускорения ЦТ шатуна линейно зависят от длины s «колена»;
3) все компоненты ускорения ЦТ шатуна пропорциональны частоте вращения коленвала ω во второй степени.

На следующем рисунке показаны графики удельного ускорения ЦТ шатуна Wx_C/(s∙ω²), Wy_C/(s∙ω²) и |W_C|/(s∙ω²) при c = 0.4 для моторов с R/S = 1.763 (сплошные линии, это двигатели ВАЗ 21126/21127/21129) и R/S = 1.524 (пунктирные линии, это двигатель ВАЗ 21179):

Разница удельных вертикальных ускорений при положении поршня в ВМТ (α = 0°) составляет около 1.5%, а при положении поршня в НМТ (α = 180°) — чуть менее 2%.
Здесь необходимо отметить, что уменьшение величины c до 0.2 (т.е. смещение ЦТ шатуна ближе к коленвалу) приводит к почти полному исчезновению разницы в удельных ускорениях при различных R/S. Но всё же стоит помнить, что абсолютные величины ускорений шатуна зависят от длины «колена».

I.2.2 Вращение шатуна вокруг центра тяжести
Для определения угловой скорости вращения шатуна необходимо найти компоненты скоростей точек A и B, перпендикулярные линии шатуна AB.

Угловая скорость шатуна Ω определяется через разность поперечных проекций скоростей точек A и B (см. рис. 4), отнесённую к длине шатуна:

Угловое ускорение ϵ шатуна определяется с помощью дифференцирования (14):

Если внимательно посмотреть на выражения (14) и (15), то можно заметить, что:
1) угловая скорость Ω и угловое ускорение ϵ шатуна хотя и зависят от R/S, но НЕ зависят от длины s «колена»;
2) угловая скорость шатуна Ω пропорциональна частоте вращения коленвала ω в первой степени;
3) угловое ускорение шатуна ϵ пропорциональны частоте вращения коленвала ω во второй степени.

На следующем рисунке показаны графики удельной угловой скорости Ω/ω и удельного углового ускорения шатуна ϵ/ω² для моторов с R/S = 1.763 (сплошные линии, это двигатели ВАЗ 21126/21127/21129) и R/S = 1.524 (пунктирные линии, это двигатель ВАЗ 21179):

Как видно, с падением R/S растут и угловая скорость, и угловое ускорение шатуна: разница удельных угловых ускорений при α = 90° составляет почти 17.5%.

II. УСИЛИЯ В МЕХАНИЗМЕ ШПГ

II.1. Инерционные силы

Инерционные силы имеют наибольшее влияние в последовательности тактов выпуск-впуск, т.к. на данных тактах камера сгорания (КС) открыта, и воздушного подпора за счёт сжатия газа или горения смеси не создаётся.
За инерционную нагрузку на шатун и коленвал отвечает ускорение поршня. Согласно второму закону Ньютона сила инерции поршня Fп равна произведению его массы mп на ускорение w (6):

Поскольку ускорение зависит от частоты вращения коленвала во второй степени, сила инерции поршня растёт пропорционально квадрату оборотов двигателя. Эта сила растягивает шатун, когда поршень находится у ВМТ, и, наоборот, сжимает шатун, когда поршень находится у НМТ:

Найдём силу Fш, действующую вдоль шатуна, исходя из равенства вертикальных проекций (см. рис. 6):

Равенство горизонтальных проекций даёт величину боковой силы Fб, действующей на стенки цилиндра, когда поршень тянется/толкается шатуном (см. рис. 6):

Из выражений (17) и (18) видно, что силы Fш и Fб линейно зависят от массы поршня mп (точнее, суммарной массы поршня с пальцем и кольцами), поэтому снижение этой массы приводит к снижению нагрузки на шатун и стенки цилиндра.

На следующем рисунке показаны графики удельных сил Fш/(mп∙s∙ω²) и Fб/(mп∙s∙ω²) для моторов с R/S = 1.763 (сплошные линии, это двигатели ВАЗ 21126/21127/21129) и R/S = 1.524 (пунктирные линии, это двигатель ВАЗ 21179):

Как и ранее, видно, что с падением R/S растут обе силы: разница удельных сил растяжения шатуна при положении поршня в ВМТ (α = 0°) составляет почти 3.5%, а максимальных удельных боковых сил — более 19%.
Также при переходе от удельных величин к абсолютным ситуация с двигателем 21179 усугубляется тем, что он имеет колено на 11% больше, чем у двигателей 21126/21127/21129, т.е. графики, показанные на рис. 4, в абсолютных величинах будут различаться ещё больше. Для сохранения ресурса мотора 21179 на уровне 21126 требуется снижение его максимальных рабочих оборотов как минимум на 5.5% (т.е. до 5100 вместо 5500 об/мин).

II.2. Крутящий момент двигателя

Здесь уже рассматриваются такты сжатия и горения.
Как отмечалось ранее, с точки зрения термодинамики процесс расширения газа на рабочем цикле является политропным:

p = p0/(V/V0)ⁿ, (19)
где
1

Заметим, что в данном случае, как и в предыдущем, возникает боковая сила Pб, которая является горизонтальной проекцией силы, действующей вдоль шатуна:

На следующем рисунке показаны графики удельного крутящего момента T/p0 и удельной боковой силы 10Pб/p0 для моторов с R/S = 1.763 (сплошные линии, это двигатели ВАЗ 21126/21127/21129), R/S = 1.524 (пунктирные линии, это двигатель ВАЗ 21179) и R/S = 1.601 (штрих-пунктирные линии, это двигатель ВАЗ 21126 с укороченным шатуном 121 мм и поршнем с увеличенной компрессионной высотой):

Здесь видно, что основной вклад в крутящий момент делает колено s: у мотора 21179 максимальный удельный крутящий момент на 13% больше, чем у мотора 21126.
При этом уменьшение R/S за счёт установки коротких шатунов без изменения коленвала приводит лишь к незначительному (около 1%) увеличению удельного крутящего момента при α от 0 до 60° и чуть большему падению удельного крутящего момента при α от 60 до 180°, причём среднее значение удельного крутящего момента даже уменьшается на 1%. Следует обратить внимание, что в такой конфигурации максимальная удельная боковая сила возрастает на 9%.

Рассмотрим два самых распространённых случая, в которых блок цилиндров остаётся неизменным, а происходит замена шатунов или коленвала.

III.1. Увеличение объёма за счёт увеличения хода поршня

В этом случае увеличение колена s приводит к сокращению длины шатуна R (т.к. резервы по сокращению компрессионной высоты поршня обычно отсутствуют). Без изменения высоты блока цилиндров суммарная длина колена и шатуна остаётся практически неизменной:

Таким образом, увеличение колена без (существенного) изменения высоты блока приводит к падению R/S. Как было показано выше, в таком случае нагрузки на шатуны и цилиндры растут как за счёт падения R/S, так и за счёт увеличения колена s. Поэтому в данном случае для сохранения ресурса мотора требуется либо усиление шатунов и цилиндров, либо сокращение максимальных оборотов двигателя, в противном случае его ресурс резко упадёт. Плюсами данной конфигурации является очень существенное увеличение крутящего момента двигателя (как за счёт увеличения объёма, так и за счёт увеличения колена).

III.2. Снижение R/S за счёт укорочения шатуна

В этом случае колено s остаётся неизменным, а меняются шатуны и поршни. Изменение длины шатуна компенсируется изменением компрессионной высоты поршня (последняя уменьшается в случае удлинения шатуна и увеличивается в случае укорочения шатуна). В отличие от предыдущего случая, здесь нагрузки на шатуны и цилиндры растут только за счёт уменьшения R/S, что не так сильно сказывается на ресурсе двигателя. Стоит отметить что боковая сила на рабочем такте растёт. Однако укорочение шатуна потенциально может привести к снижению инерционных сил за счёт общего уменьшения массы подвижных частей ШПГ. Из плюсов можно отметить потенциально бОльшую площадь юбки поршня, что снижает пиковое давление на стенки цилиндра.

Источник

• ← Что такое шпация на судне
• Что такое шпг двигателя →