Поршневая группа ГАЗ-53: залог качественной работы мотора
Надежная работа силового агрегата грузовика во многом определяется слаженной работой всех узлов кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Главную роль в функционировании этого механизма играет поршневая группа, которая выдерживает основные механические и термические нагрузки в моторе и обеспечивает передачу энергии от сгораемой топливной смеси к коленвалу двигателя.
Автомобили ГАЗ-53 являются известными грузовиками отечественного машиностроения, широко используемые с 1961 года. По количеству своих модификаций и оптимальных рабочих параметров и характеристик, этот автомобиль стал одним из самых массовых грузовиков, когда-либо выпускавшихся на территории бывшего Советского Союза. Общее количество выпущенных грузовиков составило больше 4 млн. экземпляров.
Двигатель грузовика ГАЗ-53
Грузовики ГАЗ-53 комплектуются V-образными, 8-цилиндровыми четырехтактными силовыми агрегатами, с подачей топливной смеси через карбюратор. Бензиновые моторы ЗМЗ 511 имеют рабочий объем в 4,25 л с коэффициентом сжатия 7,6. Для оптимизации характеристик этого силового агрегата в его конструкции используется головка блока цилиндров с впускными магистралями винтового типа и высокотурбулентной камерой сгорания топливной смеси. Для распределительного вала мотора характерны измененные фазы и размещение кулачков под углом. Для устойчивости двигателя в моторном отсеке применена усиленная передняя опора. Чтобы уменьшить выхлоп вредных веществ в атмосферу применяется специальная рециркуляционная система выхлопных газов.
Силовой агрегат автомобиля ГАЗ-53 вместе с КПП и сцеплением крепится к раме грузовика при помощи подушек из специальной резины в двух точках спереди и в двух сзади. Опоры мотора рассчитаны на то, чтобы компенсировать как его вертикальные колебания, генерируемые реактивными силами, так и горизонтальные, которые генерируются при разгонах и торможениях. Система передних опор агрегата выполнена из чугунных кронштейнов, с запрессованными резиновыми и армированными подушками. Задние опоры имеют схожую конструкцию с передними.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) ГАЗона
Конструкция КШМ, преобразовывающего направленное движение поршня во вращение коленвала, включает: моноблок цилиндров с набором гильз, поршень с пальцем и набором колец, а также шатуны с коленвалом. Комплекс поршней, колец и пальцев составляет поршневую группу силового агрегата ГАЗ.
Блок цилиндров
Этот узел КШМ является моноблочной конструкцией с V-образным расположением мест цилиндров и углом развала в 90°. Отливается моноблок из специального алюмосплава АЛ4 с последующей термообработкой и пропиткой синтетической смолой. Стенки самого моноблока играют роль «водяной рубашки» мотора, входящей в его охладительную систему. В нижней ее части есть ниши для монтажа гильз цилиндров. Задний торец блока используется для крепления к нему картера сцепления.
Гильза цилиндра
Гильза, как и блок цилиндров, относится к не движущимся деталям КШМ. Гильза цилиндра устанавливается в специальное место в блоке. Ее производство выполняется из специальных марок высокопрочного чугуна. Нижнюю область гильзы уплотняют при помощи медных колец, а верхнюю — благодаря прокладке блока цилиндров.
Поршень ГАЗ 53 с поршневым пальцем
Поршни грузовика ГАЗ, выливают из алюмосплава АЛ30. Для оптимальной приработки на поршень наносится тонкий оловянный слой. Поршневая головка имеет 3 прорези, в которые монтируют 1 маслосъемное и 2 компрессионных кольца. Пальцы, плавающего типа, пустотельные — производятся из высокопрочной стали 15-Х. Внешняя поверхность пальцев поддается процессу цементации на толщину до 1,5 мм с последующей закалкой высокочастотными токами. Фиксируется палец с помощью двух фиксирующих колец.
Поршневые кольца
В поршневой группе используется два вида поршневых колец — компрессионные и шатунные. Компрессионные кольца изготавливают из специального высокопрочного чугуна. Наружная плоскость верхнего кольца поддается хромированию, а нижние плоскости — лужению. Маслосъемные кольца состоят из 2 плоских дисков из стали и 2 расширителей — радиального и осевого.
Шатун с коленвалом
Шатуны для силовых агрегатов ГАЗонов производят из стали 45 Г2, а в поршневую головку шатуна впрессовываются бронзовые втулки. Коленвалы моторов ГАЗ отливаются из износоустойчивого чугуна ВЧ50-2 с примесями магния. Коленвал снабжен пятью опорами, имеет 6 противовесов и 4 шатунных шейки. Перед установкой в силовой агрегат, коленвал проходит обязательную динамическую и статическую балансировку.
Роль поршневой группы ГАЗ-53 в работе КШМ
Группа поршневая в ГАЗоновских грузовиках выполняет следующие функции:
• принимает давление газов от сгоревшей смеси и передает его посредством шатуна на коленчатый вал;
• уплотняет надпоршневую полость цилиндров от попадания газов в картер и излишнего попадания масла.
Уплотняющая функция поршневой группы является важным моментом, по которому судится состояние всего двигателя. При некачественном выполнении этой функции в камеру сгорания будет попадать масло, при сгорании которого, его объем в системе смазки двигателя будет уменьшаться, а выхлопные газы будут характеризоваться повышенной дымностью.
Группа поршневая ГАЗ-53 в процессе работы двигателя совершает циклы возвратно поступательных движений, что приводит к воздействию сил инерции на все составляющие этой группы. Кроме этого, элементы группы работают в достаточно сложных температурных режимах, которые стремительно меняются, а также при отсутствии качественной смазки поверхностей и эффективного теплоотвода. Максимальные тепловые и механические нагрузки испытывает поршень, состоящий из головки и направляющей части — юбки, а именно днище поршня, которой является частью камеры сгорания. Температуры, которые должно выдерживать днище поршня, составляют от 2000 до 2500°С.
Головка поршня в своей конструкции имеет специальные прорези, в которые устанавливаются поршневые кольца, используемые для поддержания компрессии и снятия со стенок цилиндра масляной пленки. Для стекания масла в головке предусмотрена система дренажных канавок толщиной около 3 мм. Юбка поршня имеет отверстия для фиксации при помощи стопорных колец, шатунного пальца, который соединяет между собой шатун и поршень. Во избежание заклинивания и свободного хода поршня с маслосъемными и компрессионными кольцами между юбкой поршня и стенками цилиндра предусмотрен специальный зазор.
Основные неисправности поршневой группы и способы их устранения
Основными признаками, которые указывают на неисправности в работе поршневой группы ГАЗ-53, являются:
• увеличенный расход масла;
• худшие пусковые качества силового агрегата;
• уменьшение мощности двигателя;
• снижение качества масла;
• изменение состава выхлопных газов, увеличенная дымность.
При наличии перечисленных факторов следует как можно раньше выполнить диагностику и ремонт поршневой группы автомобиля. Затягивание с ремонтом может повлечь дорогостоящий капитальный ремонт мотора.
Основными дефектами, которые провоцируют поломку поршневой группы, являются износ прорезей поршневых колец, износ пальцевых отверстий, задиры и износ юбки поршня, деформация поршневых колец. Изредка случается прогорание поршня.
При износе канавки поршневого кольца более 0,2 мм поршень бракуется и подлежит замене. Чрезмерный износ отверстия поршневого пальца может нивелироваться путем его расточки под палец большего диаметра. К основным дефектам поршневых пальцев относится чрезмерный износ поверхности сопряженной с верхней головкой шатуна. Восстановить пальцы можно при помощи гальванического наращивания металлического слоя или пластической деформацией с последующими пластическими и термическими обработками. Деформация поршневых колец или прогорание самого поршня предусматривает их полную замену.
Другие статьи
Запчасти в продаже
